X'inhu mewġa gravitazzjonali?

Id-data uffiċjali tal-ftuħ (kxif) ta 'mewġ gravitazzjonali huwa meqjus li jkun 11 Frar, 2016. Huwa mbagħad sar f'Washington dwar il-konferenza stampa, il-mexxejja ta 'kollaborazzjoni Ligo, kien ħabbar li l-tim ta' riċerkaturi irnexxielu għall-ewwel darba fl-istorja tal-umanità biex jiffissaw dan il-fenomenu.

-Profeziji tal-Einstein kbira

Il-fatt li mewġ gravitazzjonali jeżistu, anki fil-bidu tas-seklu li għadda (1916) issuġġerixxa Albert Einstein fformulat fil-qafas tal-Ġeneral Relativity (GR). Wieħed jista 'biss Marvel fil-kapaċitajiet inġenjuża tal-fiżiċista famużi, li kien kapaċi jagħmlu dawn il-konklużżjonijiet estensivi b'minimu ta' data attwali. Fost il-ħafna fenomeni fiżiċi oħra mbassar li konferma misjuba fis-seklu li jmiss (tnaqqis fil-mogħdija taż-żmien, il-bidliet fir-radjazzjoni elettromanjetika fid-direzzjoni ta 'oqsma gravitazzjonali, eċċ) Kważi jikxfu l-preżenza ta' dan it-tip ta 'interazzjoni mewġa tal-korpi, sa ftit ilu ma kienx possibbli.

Gravità - illużjoni?

Ġeneralment, fid-dawl tal -teorija ta 'Relatività gravità bilkemm forza. Din hija konsegwenza ta 'l-inkwiet jew kurvatura tal-ispazju continuum ħin. Eżempju tajjeb biex juru dan postulate jistgħu jiġu mġebbda biċċa drapp. Taħt il-piż jitqiegħed fuq wiċċ ta 'oġġett massa hija ffurmata f'daħla. oġġetti oħra fil-mozzjoni qrib din l-anomalija se jibdlu l-trajettorja ta 'moviment tagħhom, kif kienu "attirati". U l-akbar il-piż tal-oġġett (dijametru u kurvatura fond itwal), l-akbar il-"forza ta 'attrazzjoni." Meta jiċċaqlaq matul l-drapp, inti tista 'tara l-emerġenza ta diverġenti "ripples".

Xi ħaġa simili jiġri fl-ispazju dinja. Kull materja solida miexja malajr huwa s-sors ta 'varjazzjonijiet fid-densità ta' spazju u ħin. A mewġa gravitazzjonali b'amplitudni sinifikanti, il-korpi ffurmat bl mases estremament kbar jew waqt is-sewqan b'aċċelerazzjonijiet kbira.

ispeċifikazzjonijiet fiżiċi

Varjazzjonijiet fil-metrika ispazju-time jimmanifestaw ruħhom bħala bidliet fil-qasam gravitazzjonali. Dan il-fenomenu jissejjaħ ukoll ripples ispazju ta 'darba. mewġa gravitazzjonali jaffettwa l-ġisem u oġġetti jiltaqgħu magħhom, tgħasir u tiġbid minnhom. ammont razza huma żgħar ħafna - ta 'madwar 10 ^-21 tad-daqs oriġinali. Id-diffikultà kollha ta 'kxif ta' dan il-fenomenu huwa li r-riċerkaturi kellhom jitgħallmu kif ikejlu u jirreġistra dawn il-bidliet li jużaw l-apparat xieraq. Il-qawwa ta 'radjazzjoni gravitazzjonali hija wkoll estremament baxx - għas-sistema solari kollu, huwa ta' kilowatt ftit.

Il-veloċità propagazzjoni tal-mewġ gravitazzjonali ftit jiddependi fuq il-proprjetajiet tal-mezz twettiq. Il amplitudni oxxillazzjoni bil distanza mis-sors jonqos gradwalment iżda qatt ma jilħaq iż-żero. Il-frekwenza tinsab fil-firxa minn diversi għexieren għal mijiet ta 'hertz. Il-veloċità ta 'mewġ gravitazzjonali fil-perijodu medju interstellar approċċi l- veloċità tad-dawl.

xhieda ċirkostanzjali

Għall-ewwel darba konferma teoretiku tal-eżistenza ta 'mewġ gravitazzjonali irnexxielhom jiksbu l-astronomu Amerikan Joseph Taylor u Russell Hulse assistent tiegħu fl-1974. Tistudja l-Univers permezz teleskopju osservatorji Arecibo (Puerto Rico), ir-riċerkaturi skoprew il-Pulsar PSR B1913 + 16 jirrappreżenta sistema binarja ta 'stilel newtroni li jduru madwar ċentru komuni ta' massa bi veloċità angolari kostanti (każ rari). Kull perjodu ta 'trattament sena huwa 3.75 sigħat inizjalment, mnaqqas għal 70 ms. Dan il-valur huwa konsistenti mal-konklużjonijiet tal-ekwazzjonijiet GTR li jbassru żieda fil-ħeffa ta 'rotazzjoni ta' dawn is-sistemi minħabba l-konsum ta 'enerġija għall-ġenerazzjoni ta' mewġ gravitazzjonali. pulsars doppja u abjad dwarfs bi mġiba simili aktar tard aktar nstabx. astronomija bir-radju D. Taylor u R. Hulse-Premju Nobel fil-Fiżika għall-iskoperta ta 'possibbiltajiet ġodda ta' jistudjaw oqsma gravitazzjonali ngħata fl-1993.

Stealing mewġa gravitazzjonali

L-ewwel komunikazzjoni ta 'sejbien mewġ gravitazzjonali riċevuti mill-Università ta' Maryland xjentist Dzhozefa Vebera (USA) fl-1969. Għal dan il-għan huwa użat iż-żewġ antenni gravitazzjonali ta 'disinn tagħhom stess, separati b'distanza ta' żewġ kilometri. Id-ditekter reżonanti kien iżolat-vibrazzjoni tajba biċċa ċilindru 'qiegħ tal-aluminju, mgħammra bi transducers pjeżoelettriċi sensittivi. L-amplitudni tal-varjazzjonijiet Weber allegatament fiss wrew li kienu aktar minn miljun darba ogħla milli mistenni. Tentattivi minn riċerkaturi oħra li jużaw tagħmir simili jirrepetu l- "suċċess" tar-riżultati pożittivi Amerikana fiżiċista ma taw. Wara ftit snin ta 'xogħol Weber f'dan il-qasam ġie rikonoxxut insolventi, iżda taw impetu lill-iżvilupp ta' "boom gravitazzjonali" għas-sejħa f'dan il-qasam ta 'studju ta' bosta esperti. Mill-mod, Dzhozef VEBER sal-mewt tiegħu kien ċert li tieħu mewġ gravitazzjonali.

It-titjib tal apparat ta 'riċezzjoni

Fil-xjenzat snin 70 Abbozz Feyrbank (USA) żviluppat disinn ta 'antenna gravitazzjonali mewġa, mkessħa bl-elju likwidu, bl-użu ta' bobtail - magnetometer supersensitive. Eżistenti fil-mument it-teknoloġija mhix permessa tara l-inventur tal-prodott tiegħek, realizzati fil- "metall".

Skond dan il-prinċipju huwa magħmul Auriga-ditekter gravitazzjonali fil lenyarskoy Laboratorju Nazzjonali (Padova, l-Italja). L-istruttura bażi ta 'ċilindru aluminju manjesju u tul ta' 3 metri u b'dijametru ta '0.6 m. Il-piż unità tar-riċevitur tal 2.3 tunnellata huwa sospiż fi iżolati, mkessaħ għal kamra qrib vakwu żero assoluta. Għall-fissazzjoni u ħawwad skoperta l-bott kilogramma awżiljari u sistema ta 'kejl bbażata fuq il-kompjuters. Is-sensittività iddikjarat tat-tagħmir 10 ^-20.

Interferometri

Il-bażi tal-funzjonament tal-intraċċar interferometric mewġ gravitazzjonali inkorpora l-istess prinċipji li huma użati fil-b'interferometri Michelson. Emessa mill-fonti tar-raġġ tal-laser huwa maqsum f'żewġ nixxigħat. Wara riflessjonijiet multipli u l-ivvjaġġar fuq il-flussi mezzi ispallejn jinġiebu flimkien mill-ġdid, u l-immaġni finali interferenza imħallef huwa affettwat jekk il-kors ta 'l-raġġi xi disturb (eż, mewġa gravitazzjonali). Dan it-tagħmir huwa maħluq f'ħafna pajjiżi:

• GEO 600 (Hannover, il-Ġermanja). It-tul tal-mina vakwu 600 metru.
• Tama (il-Ġappun) bi spallejn fi 300 m.
• Virgo (Pisa, l-Italja) - proġett Franko-Taljana konġunta, imniedi fl-2007 ma 'mini twal tliet kilometri.
• Ligo (-Istati Uniti, Kosta tal-Paċifiku), li jwassal il-kaċċa għall-mewġ gravitazzjonali fl-2002.

Aħħar min jikkunsidra f'aktar dettall.

Ligo Avvanzata

Il-proġett inbeda minn xjentisti fl-Istitut Massachusetts u tat-Teknoloġija California. Jinkludi żewġ osservatorji separati minn 3000. Km, Louisiana u Washington (belt ta 'Livingston u Hanford) bi tliet Interferometri identiċi. It-tul tal-mina vakwu perpendikulari hija ta '4 elf. Meters. Dan huwa l-akbar sal-lum strutturi simili eżistenti. Sal-2011, ħafna tentattivi biex jiskopru mewġ gravitazzjonali ma taw l-ebda riżultati. A aġġornament sostanzjali (Avvanzata Ligo) żdiedu is-sensittività tat-tagħmir fil-medda 300-500 Hz aktar minn ħames darbiet, u fir-reġjun ta 'frekwenza baxxa (sa 60 Hz) hija kważi ordni ta' kobor, u laħaq valur bħal coveted 10 ^-21. Il-proġett aġġornat beda f'Settembru 2015, u l-isforzi ta 'aktar minn elf impjegat tal-kollaborazzjoni ġiet ippremjata bir-riżultati.

mewġ gravitazzjonali jinstabu

Settembru 14, 2015 avvanzati ditekters Ligo f'7 ms intervall rreġistrati tinżel għal mewġ gravitazzjonali pjaneta tagħna mill-akbar avvenimenti li seħħew fit-trufijiet tal-univers osservabbli - għaqda ta 'żewġ toqob suwed kbar b'mases ta 29 u 36 darbiet akbar mill-massa tax-xemx. Matul il-prova, li seħħ matul 1.3 Ga ilu, fi kwistjoni ta 'sekonda għal radjazzjoni mewġa gravitazzjonali nefqet madwar tliet mases solari ta' materja. frekwenza fissa mewġ inizjali gravitazzjonali f'35 Hz, u l-valur massimu ogħla livell milħuq fl 250 kHz.

Ir-riżultati miksuba kienu ripetutament suġġetti għall-ittestjar u t-trattament komprensiv, b'attenzjoni maqtugħa interpretazzjonijiet alternattivi tad-data. Fl-aħħarnett, fuq Frar 11 sena li għaddiet fuq is-sejba diretta tal-fenomenu previst mill Einstein, kien ħabbar li l-komunità dinjija.

Fatt li juri xogħol Titanic ta 'riċerkaturi: l-amplitudni tal-driegħ oxxillazzjoni tad-daqs huwa ta' 10 ^-19 m - dan il-valur kemm il-darba iżgħar mid-dijametru ta 'atomu, kemm hu jkollu inqas oranġjo.

prospetti futuri

Din l-iskoperta għal darb'oħra jikkonferma li l- teorija ġenerali tal Relatività - mhux biss sett ta 'formuli astratt, u ħarsa kompletament ġdida lejn l-essenza ta' mewġ gravitazzjonali u l-gravità kollha kemm hi.

Fi studji ulterjuri, xjentisti jkollhom tama kbira dwar il-proġett ELSA: il-ħolqien ta 'b'interferometri orbiting ġgant bi spallejn madwar 5 miljun km, li kapaċi jagħraf anki perturbazzjonijiet minuri ta' oqsma gravitazzjonali. Rivitalizzazzjoni tal-ħidma f'din id-direzzjoni huwa kapaċi li tgħid ħafna dwar l-istadji bażiċi ta 'żvilupp tal-univers, il-proċessi, l-osservazzjoni li fil-meded tradizzjonali huwa diffiċli jew impossibbli. M'hemm l-ebda dubju toqob li iswed, mewġ gravitazzjonali, li se jiġu ffissati fil-futur, ħafna jitkellmu dwar in-natura.

Għall-istudju ta 'radjazzjoni gravitazzjonali relikwa, kapaċi jitkellmu dwar l-ewwel mumenti ta' dinja tagħna wara l-Big Bang, se jeħtieġu strumenti ispazju aktar sensittivi. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Dan il-proġett jeżisti (Big Bang Osservatur), iżda l-implimentazzjoni tagħha, l-assigurazzjonijiet ta 'esperti, huwa possibbli mhux aktar kmieni minn 30-40 sena.