Proč je objev gravitačních vln důležitý?

Ve druhé polovině 17. století expandoval první fyzik na světě Sir Issac Newton dílo Galileo předpokládalo, že gravitační vlny cestovaly rychleji než cokoli jiného v EU vesmír. Ale v roce 1915 Einstein zpochybnil tento koncept newtonovské fyziky, když vydal Obecnou teorii relativity a navrhl, že nic nemůže cestovat rychleji než rychlost světla, dokonce i gravitační vlny.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Význam gravitačních vln:

  • Otevře nové okno do vesmíru
  • Dokazuje Einsteinovu teorii obecné relativity
  • Vyvrací Newtonovu teorii, že gravitační události se vyskytují všude najednou
  • Vedeno k objevu spektra gravitačních vln
  • Mohlo by to vést k potenciálním novým zařízením a technologiím

Epická událost

14. září 2015, kdy vůbec první měřitelné gravitační vlny dosáhly na Zemi přesně ve stejnou dobu jako světelné vlny z kolize dvou černých děr blízko okraje vesmíru před 1,3 miliardami let se ukázala Einsteinova obecná teorie relativity opravit. Měřeno Gravitační vlnovou observatoří laserového interferometru v USA, detektorem Panny v Evropě a přibližně 70 vesmírnými a pozemními dalekohledy a observatořmi, tyto vlnky otevřely okno do spektra gravitačních vln - zbrusu nové frekvenční pásmo - skrz které nyní vědci a astrofyzici dychtivě hledí přes strukturu vesmírný čas.

instagram story viewer

Jak vědci měří gravitační vlny

V USA sedí observatoře LIGO na zemi v Livingstonu v Louisianě a Hanfordu ve Washingtonu. Budovy se podobají L seshora se dvěma křídly, která se rozprostírají 2 1/2 míle v kolmých směrech a jsou zakotvena v 90-stupňové jádro budov observatoře, kde je umístěn laser, rozdělovač paprsků, detektor světla a ovládání pokoj, místnost.

Se zrcadly nastavenými na konci každého křídla, laserový paprsek - rozdělený na dvě rychlosti - dolů po každé paži, aby zasáhl zrcadla na konci a odrazí se téměř okamžitě, když nezjistí gravitační vlnu. Ale když gravitační vlna prochází observatoří bez vlivu na fyzickou strukturu, narušuje gravitační pole a táhne strukturu časoprostoru podél jedné rameno observatoře a stlačí jej na druhé, což způsobí, že se jeden z rozdělených paprsků vrátí k jádru pomaleji než ten druhý a vygeneruje malý signál, který dokáže pouze světelný detektor opatření.

Obě observatoře fungují současně, i když gravitační vlny dopadají mírně odlišně a poskytnout vědcům dva datové body ve vesmíru k triangulaci a sledování zpět k události umístění.

Gravitační vlny zvlňují časoprostorové kontinuum

Newton věřil, že když se velká hmota pohybuje ve vesmíru, celé gravitační pole se také pohybuje okamžitě a ovlivňuje všechna gravitační těla ve vesmíru. Ale Einsteinova obecná teorie relativity naznačovala, že to bylo falešné. Tvrdil, že žádné informace z jakékoli události ve vesmíru nemohou cestovat rychleji než rychlost světla - energie a informace - včetně pohybu velkých těles ve vesmíru. Jeho teorie místo toho navrhovala, že změny v gravitačním poli se budou pohybovat rychlostí světla. Jako házet skálu do rybníka, když se například spojí dvě černé díry, jejich pohyb a kombinace hmota jiskří událost, která se vlní napříč časoprostorovým kontinuem a prodlužuje strukturu vesmírný čas.

Gravitační vlny a účinky na Zemi

V době publikace byly celkem čtyři události, ve kterých se dvě černé díry spojily jako jedna na různých místech v vesmír poskytl vědcům několik příležitostí k měření světelných a gravitačních vln na observatořích kolem svět. Když alespoň tři observatoře měří vlny, nastanou dvě významné události: zaprvé, vědci mohou přesněji lokalizovat zdroj události v nebesa a zadruhé, vědci mohou pozorovat vzorce zkreslení prostoru způsobené vlnami a porovnávat je se známými gravitačními teorie. Zatímco tyto vlny narušují strukturu časoprostorových a gravitačních polí, procházejí fyzickou hmotou a strukturami s malým nebo žádným pozorovatelným účinkem.

Co přinese budoucnost

Tato epická událost nastala těsně před 100. výročím Einsteinovy ​​prezentace jeho obecné teorie relativity na Královské pruské akademii věd 25. listopadu 1915. Když vědci v roce 2015 měřili gravitační i světelné vlny, otevřelo to nový studijní obor nadále energizuje astrofyziky, kvantové fyziky, astronomy a další vědce svými neznámými potenciály.

V minulosti pokaždé, když vědci objevili nové frekvenční pásmo v elektromagnetickém spektru, například oni a další objevili a vytvořili nové technologie, které zahrnují takové zařízení jako rentgenové přístroje, rozhlasové a televizní přijímače, které vysílají z rádiového vlnového spektra spolu s vysílačkami, radioamatéry, případně mobilními telefony a spoustou dalších zařízení. Co spektrum gravitačních vln přináší vědě, stále čeká na objev.

Teachs.ru
  • Podíl
instagram viewer