XVII a. Antrojoje dalyje pirmasis pasaulio fizikas seras Issacas Newtonas tęsė savo veiklą Galileo darbe buvo teigiama, kad gravitacijos bangos sklinda greičiau nei bet kas kitas visata. Bet 1915 m. Einšteinas ginčijo šią Niutono fizikos sampratą, kai paskelbė Bendrąją reliatyvumo teoriją ir pasiūlė niekas negali važiuoti greičiau nei šviesos greitis, net gravitacinės bangos.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Gravitacinių bangų svarba:
- Atidaro naują langą į kosmosą
- Įrodo Einšteino bendrojo reliatyvumo teoriją
- Paneigia Niutono teoriją, kad gravitaciniai įvykiai įvyksta visur vienu metu
- Vedė į gravitacinių bangų spektro atradimą
- Tai gali sukelti naujų potencialių įrenginių ir technologijų
Epas įvykis
2015 m. Rugsėjo 14 d., Kai pirmosios išmatuojamos gravitacinės bangos pasiekė Žemę tuo pačiu metu kaip ir šviesos bangos susidūrus dviem juodosioms skylėms prie Visatos krašto prieš 1,3 milijardo metų, Einšteino bendroji reliatyvumo teorija įrodė teisinga. Matuojant lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijoje JAV, Mergelės detektoriuje Europoje ir maždaug 70 kosminių ir antžeminių teleskopų ir observatorijų, šie raibuliai atvėrė langą į gravitacinių bangų spektrą - visiškai naują dažnių juostą - per kurią mokslininkai ir astrofizikai dabar noriai žvelgia per kosmoso laikas.
Kaip mokslininkai matuoja gravitacines bangas
JAV LIGO observatorijos sėdi ant žemės Livingstone, Luizianoje ir Hanforde, Vašingtone. Pastatai iš viršaus panašūs į L, turintys du sparnus, kurie statmenomis kryptimis siekia 2 1/2 mylių, įtvirtinti observatorijos pastatų, kuriuose yra lazeris, spindulių skirstytuvas, šviesos detektorius ir valdymas, 90 laipsnių esmė kambarys.
Kai veidrodžiai yra kiekvieno sparno gale, lazerio spindulys, padalytas į dvi dalis, paspaudžia kiekvieną ranką žemyn, kad pasiektų veidrodžiai pabaigoje ir beveik akimirksniu atšoka, kai neaptinka gravitacinės bangos. Bet kai gravitacinė banga praeina per observatoriją, neturėdama jokio poveikio fizinei struktūrai, ji iškreipia gravitacijos lauką ir ištiesia erdvės-laiko audinį palei vieną observatorijos ranką ir suspaudžia ją ant kitos, todėl viena iš padalytų sijų grįžta į esmę lėčiau nei kita, generuodama mažą signalą, tik šviesos detektorius gali priemonė.
Abi observatorijos veikia tuo pačiu metu, nors gravitacijos bangos smogia šiek tiek kitaip kartų ir pateikite mokslininkams du duomenų taškus erdvėje, kad jie galėtų susikurti trasą ir atsekti įvykį vieta.
Gravitacinės bangos banguoja erdvės ir laiko tęsinį
Niutonas manė, kad kai kosmose juda didelė masė, visas gravitacijos laukas taip pat juda akimirksniu ir veikia visus gravitacinius kūnus visatoje. Tačiau Einšteino bendra reliatyvumo teorija teigė, kad tai klaidinga. Jis tvirtino, kad jokia informacija iš bet kurio įvykio kosmose negali judėti greičiau nei šviesos greitis - energija ir informacija - įskaitant didelių kūnų judėjimą erdvėje. Jo teorija vietoj to teigė, kad gravitacijos lauko pokyčiai judės šviesos greičiu. Kaip uolos metimas į tvenkinį, kai susijungia, pavyzdžiui, dvi juodosios skylės, jų judėjimas ir sujungimas masė sukelia įvykį, kuris banguoja erdvės ir laiko kontinuume, prailgindamas audinį kosmoso laikas.
Gravitacijos bangos ir poveikis Žemei
Paskelbimo metu iš viso įvyko keturi įvykiai, kuriuose dvi juodosios skylės susiliejo kaip viena skirtingose ES vietose Visata suteikė mokslininkams daug galimybių išmatuoti šviesos ir gravitacijos bangas observatorijose aplink pasaulyje. Kai mažiausiai trys observatorijos matuoja bangas, įvyksta du reikšmingi įvykiai: pirma, mokslininkai gali tiksliau nustatyti įvykio šaltinį dangus, antra, mokslininkai gali stebėti bangų sukeliamus erdvės iškraipymų modelius ir palyginti juos su žinomais gravitaciniais teorijos. Nors šios bangos iškreipia erdvės-laiko ir gravitacijos laukų audinį, jos praeina per fizinę materiją ir struktūras, turinčios mažai pastebimą poveikį.
Ką laukia ateitis
Šis epinis įvykis įvyko netrukus po to, kai 1915 m. Lapkričio 25 d. Einšteinas pristatė savo bendrojo reliatyvumo teoriją Karališkajai Prūsijos mokslų akademijai, 100 metų. Kai 2015 m. Tyrėjai pamatavo gravitacines ir šviesos bangas, tai atvėrė naują tyrimo sritį ir toliau teikia energiją astrofizikams, kvantiniams fizikams, astronomams ir kitiems mokslininkams potencialus.
Anksčiau kiekvieną kartą mokslininkai elektromagnetiniame spektre aptiko naują dažnių juostą, pavyzdžiui, jie ir kiti atrado ir sukūrė naujas technologijas, kurios apima tokius prietaisai, kaip rentgeno aparatai, radijo ir televizijos aparatai, transliuojantys iš radijo bangų spektro, kartu su radijo imtuvais, kumpio radijo imtuvais, galiausiai mobiliaisiais telefonais ir daugybe kitų prietaisų. prietaisai. Tai, ką mokslui duoda gravitacinių bangų spektras, vis dar laukia atradimų.