Шта је гравитационо талас?

Званични датум отварања (детекција) гравитационих таласа се сматра Фебруар 11, 2016. Затим је одржан у Вашингтону на конференцији за новинаре, лидери сарадње лиго, саопштено је да је тим истраживача успела по први пут у историји човечанства да поправим овај феномен.

Пророчанства великог Еинстеин

Чињеница да постоје гравитациони таласи, чак и почетком прошлог века (1916) предложио Алберт Еинстеин формулисана у оквиру опште релативности (ГР). Може се диве само на генијалним способности славног физичара, који је био у стању да даје такве далекосежне закључке са минимумом од стварних података. Међу многим другим физичке појаве предвидео да наћи потврда у следећем веку (успорава проток времена, промене у електромагнетног зрачења у правцу гравитационим пољима, итд) Скоро детектује присуство ове врсте таласа интеракције тела, до недавно није било могуће.

Гравити - илузија?

Генерално, у светлу теорије релативности гравитације једва сила. Ово је последица од узнемиравања или кривине просторно-временског континуума. Добар пример за илустрацију ове постулат може да се пружи комад тканине. Под теретом смјештеном на површини објекта расутог формира одлагање. Остали објекти у покрету код ову аномалију ће променити путању њиховог кретања, као што су "привукла". И то је већа маса објекта (дуже пречника и кривина дубине), већа је "сила привлачности." Када се креће преко тканине, можете да гледате на појаву супротних "таласа".

Нешто слично се дешава у свету простору. Било убрзано креће чврста материја је извор флуктуација у густини простора и времена. Гравитационог таласа са значајним амплитуде, формирана тела са изузетно великим масама или током вожње са великим убрзањима.

физичке карактеристике

Флуктуације у просторно-временском метрико се манифестују као промена у гравитационо поље. Ова појава се назива простор-време таласе. Гравитационо талас утиче на тело и објекти наишао, стискање и да их истезање. Сој износ су врло мали - реда од 10 ^-21 у оригиналној величини. Цео тешкоћа откривања овог феномена је да су истраживачи морали да науче како да се измери и снимање ове промене користећи одговарајућу опрему. Снага гравитационог зрачења је такође веома ниска - за цео соларног система, то је неколико киловата.

Брзина простирања гравитационе таласе благо зависи од особина води медијума. Осцилација амплитуда са удаљености од извора смањује постепено, али никада не достиже нулу. Учесталост лежи у распону од неколико десетина до неколико стотина херца. Брзина гравитационих таласа у међузвезданом приближава брзини светлости.

посредни докази

По први пут теоретска потврда о постојању гравитационих таласа успела да добије амерички астроном Јосепх Таилор и Расел Хулсе његов помоћник 1974. године. Проучавајући Универсе преко телескопа опсерваторије Аресибо (Порторико), научници су открили да пулсар ПСР Б1913 +16 представља бинарни систем неутронске звезде које ротирају око заједничког центра масе у константном угаоне брзине (редак случај). Сваки период године третман је 3,75 сати иницијално смањена на 70 мс. Ова вредност је у складу са закључцима ГТР једначина које предвиђају повећање брзине ротације ових система, због потрошње енергије за производњу гравитационих таласа. Касније више двоструких пулсаре и бели патуљци са сличним понашањем није пронађен. Радиоастрономија Д Тејлор и Р. Хулсе Нобелове награде за физику за откриће нових могућности студирања гравитационог поља је додељена 1993. године.

Крађа гравитациону ваве

Прва изјава за детекцију гравитационих таласа добили од Университи оф Мариланд научника Дзхозефа Вебера (САД) 1969. године. За ту сврху је користио два гравитационо антене по сопственом дизајну, одвојених са удаљености од два километра. Резонантна Детектор је добар вибрација изолована цилиндрични метара комад алуминијума, опремљен пиезоелектрични претварача осетљивим. Амплитуда наводно фиксне колебања Вебер показало се да више од милион пута већи него што се очекивало. Покушаји други истраживачи користе сличну опрему да понови "успех" на амерички физичар позитивне резултате нису дали. После неколико година рада Вебер у овој области су признате несолвентна, али је подстицај развоју "гравитационе бума" за позивање у овој области проучавања многих стручњака. Узгред, Џозеф Вебер до своје смрти био сигуран да се гравитационе таласе.

Побољшање опрему за пријем

У научник 70с Билл Феирбанк (УСА) развио је дизајн гравитационо-таласа антене, хлађена течном хелијум, уз коришћење Лигње - преосетљив магнетометром. Постојећа у време када је технологија није дозвољено да виде проналазач вашег производа, који је реализован у "Метал".

Према овом принципу се врши Кочијаш гравитационо детектор у лениарскои Националне лабораторије (Падова, Италија). Основа Структура алуминијум магнезијум цилиндру и дужине 3 метра и пречника 0,6 м. Тежина пријемника јединица 2,3 тона се суспендује у изолован, охлади на близу апсолутне нуле вакуумској комори. За фиксирање и подрхтавања детекцију помоћни килограм резонатор и систем мерења на основу рачунара. Наведена осетљивост опреме 10 ^-20.

интерферометрима

Основу функционисања интерферометријска гравитационих таласа детектора инкорпорирани исте принципе који се користе у Мицхелсон интерферометра. Емитује извор ласерског зрака је подељена на две струје. После више размишљања и путовања о токовима рамена уређаја се окупио поново, а коначни судија мешање слика је под утицајем ако је ток зрака сваки поремећај (нпр гравитационе талас). Таква опрема је креирана у многим земљама:

• ГЕО 600 (Хановер, Немачка). Дужина вакуумске тунела 600 метара.
• Тама (Јапан), са рамена на 300 м.
• ДЕВИЦА (Пиза, Италија) - заједнички француско-италијански пројекат, покренут 2007. године са три километра тунела.
• ЛИГО (Сједињене Америчке Државе, Тихоокеанскокрајбрежна), водећи лов за гравитационих таласа 2002. године.

Последњи размотрити детаљније.

ЛИГО Напредна

Пројекат је покренут од стране научника на Масачусетс и Цалифорниа Институте оф Тецхнологи. Укључује два опсерваторија раздвојене 3 хиљаде. Км, Луизијана и Вашингтону (граду Ливингстон и Ханфорд) са три идентична интерферометром. Дужина нормале вакум тунела је 4 хиљаде. Метара. Ово је највећа до сада постојеће сличне структуре. До 2011. године, много покушаја да се открије гравитациони таласи нису дале никакве резултате. Значајно унапређење (Адванцед ЛИГО) повећала осетљивост опреме у опсегу 300-500 Хз више од пет пута, ау нискофреквентног регион (до 60 Хз) скоро реда величине, достижући вредност што цоветед 10 ^-21. Ажурирани Пројекат је почео у септембру 2015. године, као и напори више од хиљаду запослених у сарадњи награђена са резултатима.

Гравитациони таласи се налазе

14. септембар 2015. напредовала лиго детектора у 7 мс интервалу снимљених доћи до гравитационе таласе наше планете од највећих догађаја који су се десили на рубовима свемиру - спајање две велике црне рупе са масама 29 и 36 пута већа од соларне масе. Током суђења, који је одржан у 1.3 Га пре, у року од неколико секунди до гравитационог зрачења је провео око три соларне масе материје. Почетне фикед фрекуенци гравитациони таласи на 35 Хз, а максимална вршна вредност нивоа постигнут 250 Хз.

Добијени су у више наврата подвргнути свеобухватним тестирање и лијечење резултата, пажљиво одсекао алтернативне интерпретације података. Коначно, 11. фебруара прошле године на директну детекцију феномена предвиђене Ајнштајн, саопштено је у светској заједници.

Чињеница илуструје титаниц рад истраживача: амплитуда осциловања руке величине је 10 ^-19 м - ова вредност онолико пута мање од пречника једног атома, колико он има мање наранџе.

будући изгледи

Ово откриће још једном потврђује да је општа теорија релативности - није само скуп апстрактних формула, и потпуно нови поглед на суштину гравитационих таласа и гравитације у целини.

У даљим студијама, научници имају велике наде на ЕЛСА пројекта: стварање огромног орбити интерферометру са раменима око 5 милиона КМ, способан да детектује чак и мање пертурбације гравитационог поља. Ревитализација рада у том правцу може рећи много о основним фазама развоја универзума, процеса, запажању да у традиционалним бендова је тешко или немогуће. Нема сумње да црне рупе, гравитациони таласи, који ће бити фиксна у будућности, много говори о природи.

За студије реликвија гравитационе радијације, у стању да говори о првим тренуцима нашег света после Великог праска, биће потребно више осетљива простора инструмената. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Овај пројекат постоји (Биг Банг Обсервер), али је његова примена, уверавања стручњака, да је могуће не раније од 30-40 година.