Apa gelombang gravitasi?

Tanggal resmi bukaan (deteksi) ombak gravitasi dianggep dadi 11 Februari, 2016. Iku banjur dianakaké ing Washington ing konferensi penet, pemimpin saka collaboration LIGO, diumumake yen tim peneliti diganti kanggo pisanan ing sajarah manungsa kanggo ndandani kedadean iki.

Lah saking Einstein gedhe

Kasunyatan sing ombak gravitasi ana, malah ing awal abad pungkasan (1916) disaranake Albert Einstein dirumuske ing framework saka Umum Relativitas (GR). Mung bisa Marvel ing kabisan akale saka Fisikawan terkenal, sing bisa kanggo nggawe kuwi Serat adoh-sik njongko karo minimal data nyata. Ing antawisipun kathah fénoména fisik mbadek sing ketemu konfirmasi ing abad salajengipun (kalem mudhun wacana wektu, owah-owahan ing radiasi elektromagnetik ing arah lapangan gravitasi, lan sapiturute) Meh ndeteksi ngarsane saka jinis interaksi gelombang badan, nganti bubar iku ora bisa.

Gravity - khayalan?

Umumé, ing cahya saka teori relativitas gravitasi meh pasukan. Iki akibat saka gangguan utawa lengkungan papan-wektu terus. Conto apik kanggo ilustrasi postulate iki bisa digawe dowo kacu. Miturut bobot diselehake ing lumahing barang akeh wis kawangun recess a. obyek ing gerakan near anomali iki bakal ngganti ing lintasan gerakan sing, kang padha "kepincut". Lan sing luwih bobot saka obyek (maneh diameteripun lan lengkungan ambane), sing luwih "pasukan atraksi." Nalika iku gerakane liwat kain, sampeyan bisa nonton emergence saka buyar "ripples".

Soko padha wis kedados ing papan donya. Prakara ngalangi obah kanthi cepet iku sumber fluktuasi ing Kapadhetan saka papan lan wektu. Gelombang gravitasi karo amplitudo wujud, badan kawangun kanthi massa banget gedhe utawa nalika nyopir karo accelerations gedhe.

specifications fisik

Fluktuasi ing papan-wektu meter catetan piyambak minangka owah-owahan ing lapangan gravitasi. fenomena iki uga disebut ripples papan-wektu. gelombang gravitasi mengaruhi awak lan obyek pinanggih, squeezing lan mulet. jumlah galur sing cilik - saka urutan 10 ^-21 saka ukuran asli. Kabèh kangelan saka deteksi kedadean iki sing peneliti wis sinau carane ngukur lan ngrekam owah-owahan nggunakake peralatan cocok. Kuwasane radiation gravitasi uga arang banget kurang - kanggo sistem solar kabeh, iku sawetara kilowatt.

Kacepetan panyebaran saka ombak gravitasi rada gumantung ing sifat medium nganakake. Amplitudo oscillation karo kadohan saka sumber sudo mboko sithik nanging ora tau tekan nul. Frekuensi sing dumunung ing sawetara saka sawetara puluhan kanggo atusan hertz. Kacepetan gelombang gravitasi ing medium interstellar nyedhaki kacepetan cahya.

bukti ora langsung

Kanggo pisanan konfirmasi teori saka anané gelombang gravitasi ngatur kanggo njaluk astronom Amérika Joseph Taylor lan Russell Hulse assistant ing 1974. Sinau ing Universe liwat teleskop observatorium Arecibo (Puerto Rico), peneliti uga nemokaké pulsar PSR B1913 + 16 makili sistem binar lintang neutron kang muter sak tengah umum saka massa ing kecepatan sudut pancet (cilik langka). Saben wektu perawatan taun punika 3.75 jam pisanan, suda kanggo 70 ms. Nilai iki konsisten karo kesimpulan persamaan GTR sing prédhiksi Tambah ing kacepetan rotasi sistem iki amarga konsumsi energi kanggo generasi ombak gravitasi. Mengko liyane pindho pulsars lan dijenengi putih karo prilaku padha ketemu. Radio astronomi D. Taylor lan R. Hulse Bebungah Nobel Fisika panemon anyar kemungkinan saka sinau kothak gravitasi kang diwenehake ing 1993.

Nyolong gelombang gravitasi

Ing statement pisanan pendeteksi ombak gravitasi ditampa saka University of Maryland ilmuwan Dzhozefa Vebera (USA) ing taun 1969. Iki waé kang digunakake loro antena gravitasi desain dhewe, dipisahake dening jarak saka rong kilometer. The detector resonan ana geter-diisolasi Piece silinder-mlaku apik saka aluminium, dilengkapi karo transducers piezoelectric sensitif. Amplitudo saka fluktuasi Weber dinuga tetep mbuktekaken dadi luwih yuta kaping luwih saka samesthine. Usaha dening peneliti liyane nggunakake peralatan padha mbaleni "sukses" ing fisikawan Amerika asil positif wis ora menehi. Sawise sawetara taun karya Weber ing wilayah iki wis dikenali bangkrut, nanging Factorij ing Patani perlune kanggo pangembangan "boom gravitasi" kanggo nelpon ing wilayah sinau saka akeh ahli. Miturut cara, Dzhozef Veber nganti séda ana manawa kanggo njupuk ombak gravitasi.

Ngapikake peralatan reception

Ing ilmuwan 70s Bill Feyrbank (USA) wis dikembangaké yaiku antena gravitasi-gelombang, digawe adhem dening helium cair, kanthi nggunakake Squids - magnetometer supersensitive. Ana ing wektu teknologi ora diijini kanggo ndeleng penemu produk, temen maujud ing "metal".

Miturut asas iki digawe Auriga ing detector gravitasi ing lenyarskoy National Laboratory (Padova, Italia). Ing basis struktur aluminium-Magnesium silinder lan dawa 3 meter lan diameteripun saka 0,6 m. Ing unit panrima bobot saka 2,3 ton wis dilereni soko tugas ing sepi, digawe adhem kanggo kamar nul vakum near Absolute. Kanggo fiksasi lan salaman pendeteksi ing Resonator kilogram tambahan lan sistem ukur adhedhasar komputer. sensitivitas nyatakake saka peralatan 10 ^-20.

interferometers

Ing basis saka fungsi saka interferometric gravitasi detektor gelombang tergabung prinsip sing padha digunakake ing interferometer Michelson. Cemlorot dening sumber sinar laser dipérang dadi loro lepen. Sawise sawetara Renungan lan lelungan ing mili pundak piranti sing nggawa bebarengan maneh, lan final gambar gangguan hakim wis kena pengaruh yen mesthi sinar sembarang gangguan (eg, gelombang gravitasi). kuwi wis digawe ing akèh negara:

• GEO 600 (Hannover, Jerman). Dawa saka trowongan vakum 600 meter.
• Tama (Japan) karo pundak ing 300 m.
• Virgo (Pisa, Italia) - a joint project Franco-Italia, dibukak ing 2007 karo telung kilometer Tunnel dawa.
• LIGO (Amerika Serikat, Coast Pasifik), anjog goleki kanggo ombak gravitasi ing 2002.

Last worth considering ing liyane rinci.

LIGO Lanjut

Proyèk iki milai dening ilmuwan ing Massachusetts lan California Institute of Technology. Kalebu loro observatorium dipisahake dening 3 ewu. Km, Louisiana lan Washington (kutha Livingston lan Hanford) karo telung interferometers memper. Dawa saka trowongan vakum jejeg iku 4 ewu. Meter. Iki sing paling gedhé kanggo Tanggal struktur ana. Nganti 2011, pirang-pirang usaha kanggo ndeteksi ombak gravitasi wis ora menehi asil sembarang. A nganyarke substansial (Advanced LIGO) sensitif peralatan ing sawetara 300-500 Hz luwih saka kaping lima, lan ing wilayah kurang-frekuensi (nganti 60 Hz) meh supaya saka gedhene, sik njongko Nilai kuwi tau 10 ^-21. Proyèk dianyari diwiwiti ing September 2015, lan ing efforts luwih saka ewu karyawan collaboration wis diganjar karo asil.

ombak gravitasi sing ketemu

September 14, 2015 majeng detektor LIGO ing 7 ms interval direkam mudhun ombak gravitasi planet kita kang saka ing acara paling gedhe sing njupuk Panggonan ing pinggiran ing alam katon - penggabungan saka rong bolongan ireng gedhe kanthi massa 29 lan 36 kaping luwih saka massa srengéngé. Sajrone sentosa, kang njupuk Panggonan liwat 1.3 Ga ago, ing prakara detik kanggo radiation gelombang gravitasi iku ngginakaken bab telung masal solar prakara. Initial frekuensi tetep ombak gravitasi ing 35 Hz, lan nilai puncak maksimum tingkat ngrambah ing 250 Hz.

Asil dijupuk padha bola-bali ngalami testing lan perawatan lengkap, kasebut kanthi teliti, Cut mati katerangan alternatif saka data. Akhire, ing 11 Februari taun pungkasan ing deteksi langsung saka kedadean mbadek dening Einstein, diumumake kanggo masyarakat donya.

Fact gambaraken karya Titanic peneliti: amplitudo saka lengen oscillation saka ukuran 10 ^-19 m - Nilai iki minangka kakehan cilik tinimbang diameteripun saka atom, pinten kang wis kurang orange.

prospek mangsa

Panemon iki sepisan maneh nandheske sing teori umum relativitas - ora mung pesawat saka rumus abstrak, lan dipikir rampung anyar ing pet ombak gravitasi lan gravitasi minangka wutuh.

Ing salajengipun pasinaon, ilmuwan duwe dhuwur ngarep-arep ing project Elsa: nitahaken saka interferometer ngorbit buta karo pundak bab 5 yuta km, saged pendeteksi malah gangguan suntingan lapangan gravitasi. Revitalization saka karya ing arah iki bisa marang kathah bab orane tumrap sekolah dhasar pembangunan saka Universe, pangolahan, pengamatan sing ing band tradisional angel utawa mokal. Ora ana sangsi bolongan ireng, ombak gravitasi, kang bakal tetep ing mangsa, akeh Dhiskusi bab alam.

Kanggo nyinaoni radhiasi gravitasi peninggalan, bisa kanggo pirembagan bab wektu pisanan donya kita sawise Big Bang, mbutuhake instruments papan liyane sensitif. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. project iki ana (Big Bang Observer), nanging sawijining implementasine, ing jaminan saka ahli, iku bisa ora sadurungé saka 30-40 taun.