Во второй половине 17 века первый в мире физик сэр Иссак Ньютон подробно остановился на работы Галилея, утверждали, что гравитационные волны распространяются быстрее, чем что-либо еще в Вселенная. Но в 1915 году Эйнштейн оспорил эту концепцию ньютоновской физики, когда опубликовал Общую теорию относительности и предположил, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, даже гравитационные волны.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Важность гравитационных волн:
- Открывает новое окно в космос
- Доказывает общую теорию относительности Эйнштейна.
- Опровергает теорию Ньютона о том, что гравитационные события происходят одновременно повсюду.
- Привели к открытию спектра гравитационных волн.
- Может привести к появлению новых устройств и технологий
Эпическое событие
14 сентября 2015 года, когда первые измеримые гравитационные волны достигли Земли точно в то же время, что и световые волны. от столкновения двух черных дыр около края Вселенной 1,3 миллиарда лет назад общая теория относительности Эйнштейна доказала верный. Эти данные были измерены обсерваторией гравитационных волн с лазерным интерферометром в США, детектором Virgo в Европе и примерно 70 космическими и наземными телескопами и обсерваториями. рябь открыла окно в спектр гравитационных волн - совершенно новую полосу частот - через которую ученые и астрофизики теперь нетерпеливо смотрят на ткань пространство-время.
Как ученые измеряют гравитационные волны
В США обсерватории LIGO расположены на земле в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон. Здания напоминают L сверху с двумя крыльями, которые простираются на 2,5 мили в перпендикулярных направлениях, закрепленных на якоре. 90-градусный узел у зданий обсерватории, в которых есть лазер, светоделитель, детектор света и пульт управления. номер.
С зеркалами, установленными на конце каждого крыла, лазерный луч, разделенный на две части, ускоряется вниз по каждой руке, чтобы поразить зеркально отражается на конце и почти мгновенно отскакивает назад, если не обнаруживает гравитационную волну. Но когда гравитационная волна проходит через обсерваторию, не влияя на физическую структуру, она искажает гравитационное поле и растягивает ткань пространства-времени вдоль одной оси. рука обсерватории и сжимает его на другом, заставляя один из разделенных лучей возвращаться к узлу медленнее, чем другой, генерируя слабый сигнал, который может мера.
Обе обсерватории работают одновременно, хотя гравитационные волны попадают в несколько разных раз, и предоставить ученым две точки данных в космосе для триангуляции и отслеживания событий место расположения.
Гравитационные волны колеблют континуум пространства-времени
Ньютон считал, что когда большая масса движется в пространстве, все гравитационное поле также движется мгновенно и влияет на все гравитационные тела во Вселенной. Но общая теория относительности Эйнштейна предполагает, что это неверно. Он утверждал, что никакая информация о каком-либо событии в космосе не может перемещаться быстрее скорости света - энергии и информации - включая движение больших тел в космосе. Его теория вместо этого предполагала, что изменения в гравитационном поле будут двигаться со скоростью света. Как бросить камень в пруд, когда две черные дыры сливаются, например, их движение и объединение масса вызывает событие, которое распространяется по пространственно-временному континууму, удлиняя ткань пространство-время.
Гравитационные волны и их влияние на Землю
На момент публикации в общей сложности четыре события, в которых две черные дыры сливаются в одну в разных местах в Вселенная предоставила ученым множество возможностей для измерения световых и гравитационных волн в обсерваториях вокруг Мир. Когда по крайней мере три обсерватории измеряют волны, происходят два важных события: во-первых, ученые могут более точно определить местонахождение источника события в небеса, а во-вторых, ученые могут наблюдать модели искажения пространства, вызванные волнами, и сравнивать их с известными гравитационными теории. Хотя эти волны искажают ткань пространства-времени и гравитационных полей, они проходят через физическую материю и структуры практически без заметного эффекта.
Что ждет в будущем
Это грандиозное событие произошло незадолго до 100-летия представления Эйнштейном своей общей теории относительности Королевской прусской академии наук 25 ноября 1915 года. Когда в 2015 году исследователи измерили как гравитационные, так и световые волны, это открыло новую область исследований, которая продолжает вдохновлять астрофизиков, квантовых физиков, астрономов и других ученых своими неизвестными потенциалы.
В прошлом, каждый раз, когда ученые открывали новую полосу частот в электромагнитном спектре, например, они и другие открывали и создавали новые технологии, которые включают такие устройства, такие как рентгеновские аппараты, радио и телевизоры, которые вещают в диапазоне радиоволн, наряду с рациями, радиолюбителями, в конечном итоге сотовыми телефонами и множеством других устройств. То, что спектр гравитационных волн приносит науке, еще ждет открытия.