1600-luvun loppupuolella maailman ensimmäinen fyysikko Sir Issac Newton laajensi Galileon työ, jonka mukaan painovoima aallot kulkivat nopeammin kuin mikään muu maailmankaikkeus. Mutta vuonna 1915 Einstein kiisti tämän Newtonin fysiikan käsitteen, kun hän julkaisi yleisen suhteellisuusteorian ja ehdotti, että mikään ei voi matkustaa nopeammin kuin valon nopeus, jopa painovoima-aallot.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Gravitaatioaaltojen merkitys:
- Avaa uuden ikkunan kosmokseen
- Todistaa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian
- Kumoaa Newtonin teorian, jonka mukaan gravitaatiotapahtumia esiintyy kaikkialla kerralla
- Johti gravitaatioaaltospektrin löytämiseen
- Voisi johtaa potentiaalisiin uusiin laitteisiin ja tekniikoihin
Eeppinen tapahtuma
14. syyskuuta 2015, jolloin kaikkien aikojen mitattavat gravitaatioaallot saavuttivat Maan täsmälleen samaan aikaan kuin valoaallot tekivät kahden mustan aukon törmäyksestä lähellä maailmankaikkeuden reunaa 1,3 miljardia vuotta sitten, Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria osoittautui oikea. Mitattuna laserinterferometrin gravitaatioaaltojen observatoriosta Yhdysvalloissa, Virgo-ilmaisimesta Euroopassa ja noin 70 avaruus- ja maanalaisesta kaukoputkesta ja observatoriosta, nämä aaltoilut avasivat ikkunan gravitaatioaaltospektrille - aivan uudelle taajuuskaistalle - jonka läpi tutkijat ja astrofyysikot nyt katsovat innokkaasti aika-aika.
Kuinka tutkijat mittaavat gravitaatioaaltoja
Yhdysvalloissa LIGO-observatoriot istuvat maassa Livingstonissa, Louisianassa ja Hanfordissa Washingtonissa. Rakennukset muistuttavat ylhäältä päin olevaa L: ää kahdella siivellä, jotka ulottuvat 2 1/2 mailia kohtisuorassa suunnassa ankkuroituna observatoriorakennusten 90 asteen ydin, jossa on laser, säteenjakaja, valonilmaisin ja ohjaus huone.
Peilien ollessa asetettu jokaisen siiven päähän lasersäde, joka on jaettu kahteen osaan, nopeuttaa kumpaakin kättä osuakseen peilaa lopussa ja palautuu takaisin melkein välittömästi, kun se ei havaitse gravitaatioaalloa. Mutta kun gravitaatioaalto kulkee observatorion läpi vaikuttamatta fyysiseen rakenteeseen, se vääristää painovoimakenttää ja venyttää aika-ajan kangasta pitkin yhtä observatorion käsivarsi ja puristaa sitä toisella, jolloin toinen jaetuista säteistä palaa ytimeen hitaammin kuin toinen, mikä tuottaa pienen signaalin vain valonilmaisin mitata.
Molemmat observatoriot toimivat samanaikaisesti, vaikka gravitaatioaallot osuvatkin hieman eri tavalla kertaa, ja antaa tutkijoille kaksi avaruuspistettä kolmiomittaamiseksi ja tapahtuman seurantaan sijainti.
Gravitaatioaalto repeää Aika-aika-jatkoa
Newton uskoi, että kun suuri massa liikkuu avaruudessa, myös koko painovoimakenttä liikkuu välittömästi ja vaikuttaa kaikkiin gravitaatiokappaleisiin ympäri maailmankaikkeutta. Mutta Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ehdotti, että se oli väärä. Hän väitti, että mikään avaruudessa tapahtuva tieto ei voinut kulkea nopeammin kuin valon nopeus - energia ja tieto - mukaan lukien suurten kappaleiden liike avaruudessa. Hänen teoriansa ehdotti sen sijaan, että painovoimakentän muutokset liikkuisivat valon nopeudella. Kuten heittää kivi kallioon, kun kaksi mustaa aukkoa sulautuvat, esimerkiksi niiden liike ja yhdistetty massa sytyttää tapahtuman, joka aaltoilee avaruus-ajan jatkumossa, pidentäen sen kudosta aika-aika.
Painovoimat ja vaikutukset maan päälle
Julkaisuhetkellä yhteensä neljä tapahtumaa, joissa kaksi mustaa aukkoa sulautuu yhtenä yhtenä eri paikoissa maailmankaikkeus tarjosi tutkijoille useita mahdollisuuksia mitata valoa ja gravitaatioaaltoja observatorioissa maailman. Kun vähintään kolme observatoriota mittaa aaltoja, tapahtuu kaksi merkittävää tapahtumaa: ensinnäkin tutkijat voivat paikantaa tapahtuman lähteen tarkemmin taivaassa, ja toiseksi tutkijat voivat tarkkailla aaltojen aiheuttamia avaruuden vääristymiä ja verrata niitä tunnettuihin painovoiman teorioita. Vaikka nämä aallot vääristävät aika-aika- ja painovoimakenttien kudosta, ne kulkevat fyysisen aineen ja rakenteiden läpi vain vähän tai ei ollenkaan havaittavaa vaikutusta.
Mitä tulevaisuus tuo tullessaan
Tämä eeppinen tapahtuma tapahtui juuri sen 100-vuotispäivän jälkeen, jolloin Einstein esitteli yleisen suhteellisuusteoriansa Preussin kuninkaalliselle tiedeakatemialle 25. marraskuuta 1915. Kun tutkijat mittaivat sekä gravitaatio- että valoaaltoja vuonna 2015, se avasi uuden tutkimusalueen jatkaa energiaa astrofyysikoille, kvanttifyysikoille, tähtitieteilijöille ja muille tutkijoille sen tuntemattomalla potentiaalit.
Aikaisemmin joka kerta, kun tutkijat löysivät uuden taajuuskaistan esimerkiksi sähkömagneettisesta spektristä, he ja muut löysivät ja loivat uusia tekniikoita, jotka sisältävät tällaisia laitteet kuten röntgenlaitteet, radio- ja televisiolaitteet, jotka lähettävät radioaaltospektristä radiopuhelinten, kinkkuradioiden, lopulta matkapuhelinten ja joukon muita radioaaltoja. laitteet. Mitä gravitaatioaaltospektri tuo tieteelle, odottaa edelleen löytämistä.