Što je gravitacijski val?

Službeni datum otvaranja (otkrivanje) od gravitacijskih valova se smatra 11. veljača 2016. Zatim se održava u Washingtonu na konferenciji za novinare, čelnici suradnje Ligo, objavljeno je da je tim istraživača uspio po prvi puta u povijesti čovječanstva bi se riješili ovaj fenomen.

Proročanstva velikog Einsteina

Činjenica da postoje gravitacijske valove, čak i na početku prošlog stoljeća (1916.) predložio Albert Einstein je formulirao u okviru opće relativnosti (GR). One mogu samo diviti genijalnim sposobnostima poznatog fizičara, koji je bio u stanju napraviti tako dalekosežne zaključke s najmanje stvarnim podacima. Među mnogim drugim fizičke pojave predvidio da naći potvrdu u sljedećem stoljeću (usporavaju protok vremena, promjene u elektromagnetskom zračenju u smjeru gravitacijskim poljima, itd) Gotovo otkriti prisutnost ove vrste valova interakcije tijela, do nedavno nije bilo moguće.

Gravitacija - iluzija?

Općenito, u svjetlu teorije relativnosti gravitacija jedva silom. To je posljedica od perturbacija ili zakrivljenosti prostor-vremenskom kontinuumu. Dobar primjer za ilustraciju ove tvrdnje može se pruži komad tkanine. Pod težinom koja se nalazi na površini rasutog objekta formirana udubljenja. Ostali objekti u pokretu kod ove anomalije će promijeniti putanju svog kretanja, kao što su „privlači”. I što je veća masa objekta (više dubine promjera i zakrivljenosti), veća je „snaga privlačnosti”. Kada se kreće iznad tkanine, možete gledati nastanak divergentnih „valova”.

Nešto slično se događa u svijetu prostoru. Bilo je brzo kreće čvrsta materija je izvor fluktuacija u gustoći prostora i vremena. Gravitacijskog vala sa značajnim amplituda, formirana tijela s iznimno velikim masama ili prilikom vožnje s velikim ubrzanjima.

fizičke specifikacije

Fluktuacije u prostorno-vremenskom metrički očituju kao promjene u gravitacijskom polju. Ovaj fenomen se naziva prostor-vrijeme valovi. Gravitacijski val utječe na tijelo i objekata naišao, cijeđenje ih istezanje. Procijedite iznos su vrlo male - od reda 10 ^-21 izvorne veličine. Cijeli poteškoća otkrivanje tog fenomena je da su istraživači morali naučiti kako mjeriti i zabilježiti te promjene pomoću odgovarajuće opreme. Snaga gravitacijskog zračenja je vrlo niska - za cijeli Sunčev sustav, to je nekoliko kilovata.

Brzina propagacije od gravitacijskih valova malo ovisi o svojstvima koja obavlja medija. Oscilacija amplitude s udaljenosti od izvora postupno smanjuje, ali nikad ne dođe na nulu. Učestalost leži u rasponu od nekoliko desetaka do nekoliko stotina herca. Brzina gravitacijskih valova u međuzvjezdanog medija približava brzini svjetlosti.

dokazi

Po prvi put teorijska potvrda postojanja gravitacijskih valova uspio američki astronom Joseph Taylor i Russell Hulse njegov pomoćnik u 1974. Proučavajući svemir putem teleskopa zvjezdarnice Arecibo (Portoriko), istraživači su otkrili pulsar PSR B1913 + 16 predstavlja binarni sustav neutronskih zvijezda koje rotiraju oko zajedničkog centra mase pri konstantnoj kutnoj brzini (rijedak slučaj). Svako godišnje razdoblje liječenja je 3,75 sati u početku, smanjena na 70 ms. Ova vrijednost je u skladu sa zaključcima o regeneraciji jednadžbi koje predviđaju povećanje brzine vrtnje tih sustava s obzirom na potrošnju energije za proizvodnju gravitacijskih valova. Kasnije više dvostrukih pulsara i bijeli patuljci sa sličnom ponašanju je pronađeno. Radio astronomija D. Taylor i R. Hulse Nobelovu nagradu za fiziku za otkriće novih mogućnosti studiranja gravitacijskim poljima je nagrađen u 1993.

Krađa gravitacijski val

Prva izjava za otkrivanje gravitacijskih valova dobila od University of Maryland znanstvenika Dzhozefa Vebera (SAD) 1969. godine. U tu svrhu je koristio dva gravitacijska antene prema vlastitom dizajnu, odvojene udaljenosti od dva kilometra. Rezonantne detektor bila dobra vibracija izoliran cilindra stopa komad aluminija, opremljena piezoelektričnih pretvarača osjetljive. Amplituda navodno fiksne fluktuacija Weber pokazao da se više od milijun puta veći nego što se očekivalo. Pokušaji drugih istraživača koji koriste sličnu opremu ponoviti „uspjeh” od američki fizičar pozitivnim rezultatima nisu dali. Nakon nekoliko godina radnog Weber u ovom području su prepoznate insolventan, ali je dao poticaj za razvoj „gravitacijske bum” za pozivanje u ovom području proučavanja mnogih stručnjaka. Usput, Dzhozef Veber do svoje smrti bio siguran da se gravitacijske valove.

Poboljšanje opreme prijema

U 70 znanstvenika Bili Feyrbank (USA) je razvila dizajn gravitacijska vala antenu, ohladi tekućinskom helija, uz korištenje lignje - supersenzitivnim magnetometar. Postojeći u vrijeme kad je tehnologija ne smije vidjeti izumitelj svog proizvoda, ostvarena u „metal”.

Prema tom principu je napravljen Auriga gravitacijska detektor u lenyarskoy National Laboratory (Padova, Italija). Osnova Struktura aluminij-magnezij cilindra i duljine 3 m, a promjer od 0,6 m. Jedinica prijemnika težina 2,3 tona suspendira u izoliranom, ohladi do gotovo apsolutna nula vakuumskoj komori. Za fiksiranje i trešnje detektira pomoćni kilograma rezonator i sustav mjerenja se temelji na računalima. Navedeni osjetljivost opreme 10 ^-20.

interferometers

Osnova funkcioniranja interferometrijskih gravitacijske detektora valne uključene iste principe koji se koriste u Michelsona interferometra. Emitira izvor laserske zrake je podijeljen u dvije struje. Nakon što su se višestruke refleksije i putovanja na ramenima uređaji tokova okupio opet, a konačna slika sudac smetnje utječe ako je tijek zraka svaki poremećaj (npr gravitacijski val). Takva oprema je stvorena u mnogim zemljama:

• GEO 600 (Hannover, Njemačka). Duljina vakuum tunela 600 metara.
• TAMA (Japan), s ramenima na 300 m.
• Djevica (Pisa, Italija) - zajednički francusko-talijanski projekt, koji je pokrenut 2007. godine s tri kilometrima dugim tunelima.
• Ligo (Sjedinjene Američke Države, Pacific Coast), vodeći potraga za gravitacijskih valova u 2002.

Posljednja vrijedi s obzirom detaljnije.

Ligo Napredno

Projekt je pokrenut od strane znanstvenika na Massachusetts i California Institute of Technology. Uključuje dva opservatorija odvojene 3 tisuće. KM, Louisiana i Washingtonu (grad Livingston i Hanford) s tri identične interferometers. Duljina okomitost vakuum tunela 4 tisuće. Metara. To je najveći do sada postojeće slične strukture. Do 2011. godine, mnogi pokušaji da otkrije gravitacijski valovi nisu dali nikakve rezultate. Znatan nadogradnja (Advanced Ligo) povećava osjetljivost uređaja u rasponu od 300-500 Hz više od pet puta, a u niskofrekventnog području (do 60 Hz) je gotovo za red veličine, dostižući vrijednost kao željeti 10 ^-21. Ažurirani Projekt je započeo u rujnu 2015. i naporima više od tisuću zaposlenih u suradnji je nagrađen s rezultatima.

Gravitacijski valovi su našli

14. rujna 2015 napredno Ligo detektore u 7 ms.Prijevod intervalu snimljenih došao do gravitacijskih valova našeg planeta od najvećih događaja koji su se dogodili na rubu promatrane svemira - spajanje dvaju velikih crnih rupa s masama od 29 i 36 puta veći od Sunčevog mase. Tijekom suđenja, koji se dogodio na 1.3 Ga prije, u roku od nekoliko sekundi do gravitacijskog zračenje je proveo oko tri solarne mase tvari. Početni fiksna frekvencija gravitacijske valova na 35 Hz i maksimalna vršna vrijednost razine postignut u 250 Hz.

Dobiveni rezultati su više puta podvrgnut opsežnim testiranje i liječenje, pažljivo odrezati alternativne interpretacije podataka. Konačno, 11. veljače prošle godine na izravno otkrivanje fenomena predvidio Einstein, objavljeno je na svjetskoj zajednici.

Činjenica prikazuje titanski rad istraživača: amplituda titranja ruku veličine je 10 ^-19 m - ova vrijednost kao i mnogo puta manji od promjera atoma, koliko on ima manje narančasto.

budućim izgledima

Ovo otkriće još jednom potvrđuje da je opća teorija relativnosti - nije samo skup apstraktnih formula, a potpuno novi pogled na suštinu gravitacijskih valova i gravitacije u cjelini.

U daljnjim istraživanjima, znanstvenici imaju velike nade o projektu ELSA: stvaranje divovskog orbiti interferometra s ramena oko 5 milijuna KM, sposoban za otkrivanje čak i manje perturbacija gravitacijskim poljima. Revitalizacija rada u tom smjeru može reći puno o osnovnim fazama razvoja svemira, procesima, promatranja da u tradicionalnim bendova je teško ili nemoguće. Nema sumnje da crne rupe, gravitacijski valovi, koji će biti fiksna u budućnosti, mnogo govori o prirodi.

Za proučavanje relikvija gravitacijskog zračenja, koji može govoriti o prvim trenucima našeg svijeta nakon Velikog praska, zahtijevat će više osjetljive svemirske instrumenata. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Ovaj projekt postoji (Big Bang promatrač), ali je njegova provedba, uvjeravanja stručnjaka, to je moguće ne ranije od 30-40 godina.