Lumea fizicii a fost în ultimii câteva săptămâni în timp ce tweet-urile și zvonurile sugerează că oamenii de știință ar fi putut detecta ondulări căutate de mult timp în spațiu, numite valuri gravitaționale. În timp ce unele dintre acestea sunt speculații, există unele dovezi care sugerează că cercetătorii de la Observatorul Laser Interferometru Gravitational-Wave (LIGO) s-ar putea să fi întâlnit primele dovezi directe pentru aceste valuri de când Albert Einstein și-a propus existența în urmă cu un secol în teoria sa generală de relativitate.
Continut Asemanator
- Valurile gravitaționale Strike De două ori
- După un secol de căutare, am detectat în sfârșit valurile gravitaționale
- Șapte moduri simple despre care știm că Einstein avea dreptate (deocamdată)
- Datele despre epoca Apollo îi ajută pe oamenii de știință să caute valuri gravitaționale
Iată cinci lucruri de știut despre undele gravitaționale pentru a vă pregăti pentru următorul anunț.
Ce sunt ei?
Dacă vă gândiți la univers ca la un vast ocean, valurile gravitaționale sunt ca niște ondulări cauzate atunci când un obiect este aruncat pe suprafața sa. Conform teoriei lui Einstein, schimbările în accelerarea obiectelor masive în spațiu, cum ar fi stelele cu neutroni și găurile negre, pornesc aceste onduleuri care radiază prin țesătura spațiului-timp - cu cele mai dramatice efecte din coliziuni, scrie Joshua Sokol pentru New Scientist .
De ce sunt o afacere atât de mare?
Valurile gravitaționale nu numai că vor sprijini relativitatea, dar ar putea ajuta oamenii de știință să studieze multe fenomene misterioase în cosmos. Astronomii scanează acum cerul folosind spectrul electromagnetic, care dezvăluie diferite tipuri de obiecte în funcție de lungimea de undă. Valurile gravitaționale ar fi „cel mai direct mod de a studia cea mai mare fracțiune a universului, care este întuneric”, a declarat pentru Gizmodo savantul LISA Pathfinder, Bill Weber. Valurile trec, deși altfel, corpuri dificil de descoperit, oferind o privire asupra formelor misterioase care ar fi asemănătoare cu a le vedea într-o cu totul altă lungime de undă.
Deși evazive, aceste ondulări sunt, de asemenea, centrale în multe teorii despre începuturile universului. Calculele arată că universul a trecut printr-o perioadă de expansiune rapidă în secundele de după Big Bang. Valurile gravitaționale create în această perioadă de inflație rapidă s-ar fi răsucit prin fondul microundelor cosmice, cea mai timpurie radiație care pătrunde în univers. Ondulările ar lăsa o amprentă ca o amprentă care ar putea fi urmărită chiar la începuturile existenței. LIGO este conceput pentru a detecta valuri mai recente, cosmic vorbind, dar doar a demonstra că există ar fi un pas mare.
Cum îi caută oamenii de știință?
Majoritatea detectoarelor de unde gravitaționale funcționează prin încercarea de a detecta schimbări minute în distanța dintre obiecte separate de o cantitate cunoscută, relatează Maddie Stone pentru Gizmodo. Ideea este că un val care trece prin Pământ ar încreți spațiul-timp într-un mod care schimbă acea distanță.
Există mai multe experimente în curs de desfășurare în toată lumea, fiecare testând tehnici diferite. LIGO, de exemplu, are două detectoare situate la aproape 2.000 de mile una de alta, și agregă date de la 75 de observatorii din întreaga lume pentru a detecta și triangula posibilele semnale provenite din unde gravitaționale care trec pe Pământ. Alți cercetători și-au propus utilizarea ceasurilor atomice extrem de sensibile pentru a detecta distorsiunile temporale, iar Agenția Spațială Europeană a lansat recent un satelit care va testa tehnologia care ar putea ajuta oamenii de știință să conceapă noi modalități de a măsura fluctuațiile minuscule în spațiu.
De ce sunt atât de greu de detectat?
Când aruncați o piatră într-un corp de apă, ondulările devin mai mici cu cât se deplasează mai departe de epicentru. Undele gravitaționale urmează același principiu de bază. Spațiul este vast, iar oamenii de știință cred că multe dintre sursele undelor gravitaționale sunt corpuri care se plimbă pe marginile universului, ceea ce înseamnă că orice semnal care ajunge pe Pământ ar fi extrem de slab și greu de izolat. Cele mai multe observatoare care caută unde gravitaționale trebuie să pieptene pentru distorsiunile minuscule din materialul spațiu-timp - detectoarele LIGO, de exemplu, pot măsura schimbări de până la o zece milime din diametrul unui proton, scrie Sokol.
Stai, de ce sună familiar?
Nu este prima dată când oamenii de știință au anunțat descoperirea undelor gravitaționale. În 2014, astronomii care lucrează cu observatorul BICEP2 de lângă Polul Sud au spus că au găsit dovezi pentru valuri gravitaționale din zorii universului. Dar asta s-a dovedit a fi o alarmă falsă cauzată de praful cosmic. LIGO a avut, de asemenea, propriile sale pozitive în trecut. În 2010, înainte ca observatorul să fie modernizat la sensibilitatea sa actuală, cercetătorii au detectat ceea ce credeau că ar putea fi o dovadă pentru o val gravitațională, dar ulterior au realizat că este doar un semnal pe care proprii savanți l-au făcut pentru a testa dacă pot spune diferența dintre un semnal fals. și lucrul real.
Cu toate că nu vom ști cu siguranță ce s-a întâmplat la LIGO până joi, în jurnalele publice ale observatorului există dovezi care sugerează că ar putea fi cu adevărat ceva de data asta. De când experimentul actual a început septembrie trecut, jurnalele arată că cercetătorii LIGO au urmărit cel puțin trei direcții în diferite părți ale cerului, relatează Sokol. Ar putea fi încă o alarmă falsă, dar, deocamdată, fizicienii, astronomii și pasionații de spațiu așteaptă cu emoție tot mai mare.
