Svemir

Gravitacijski valovi

Gravitacijski valovi

Neke jednadžbe koje je Einstein formulirao 1915. godine predviđale su postojanje fenomena zvanog gravitacijski valovi, Na kraju 2015. ti su valovi detektirani izravno.

Svi znamo što su valovi. Na primjer, oni koji se formiraju u ribnjaku s mirnom vodom kada se baci kamen.

U Teorija relativnosti, Einstein pokazuje da prostor i vrijeme nisu neovisni jedan o drugome, već predstavljaju jedinstven entitet zvan vrijeme razmaka, Ako zamislimo da ove dvije varijable zajedno tvore dvodimenzionalnu ravnu elastičnu membranu, možemo pretpostaviti da će se, u prisustvu mase, prostorno vrijeme "deformirati", kao što bi to činila normalna membrana pod težinom biljarske kugle.

Bilo koji drugi objekt s masom primjećuje deformaciju i prisiljen je slijediti drugačije staze nego što bi bio da nije membrana deformirana. Učinak ili posljedica te zakrivljene geometrije svemira jest gravitacija, i tako relativnost uspijeva objasniti poznato univerzalna gravitacija otkrio Newton.

Kako nastaju gravitacijski valovi?

Ubrzana masivna tijela proizvode fluktuacije u tkivu prostora i vremena koje se širi poput vala širom Svemira. To su gravitacijski valovi koje je Einstein planirao i sada otkriveni.

Samo iznimni događaji u kozmičkim objektima s ogromnim masama, poput neutronskih zvijezda, praska gama zraka ili crnih rupa, mogu proizvesti valove s dovoljno energije da se detektiraju; događaji moćni poput, na primjer, eksplozije divovske supernove ili fuzije dviju crnih rupa.

Gravitacijski valovi skraćuju prostor-vrijeme u jednom smjeru, produžuju ga u drugom i šire se brzinom svjetlosti. Ništa ih ne zaustavlja i ne odražava; Stoga, za razliku od svjetlosnih i drugih elektromagnetskih valova, teško da je važno koliko objekata naći na svom putu dok ne dođu do Zemlje.

Zašto su važni? Neke je događaje u Svemiru vrlo teško izravno otkriti. Na primjer, promatrajte crne rupe, koje ne emitiraju svjetlost. Međutim, mogu emitirati gravitacijske valove u trenucima, kao na primjer kad se njih dvoje sudaraju i spajaju. To se dogodilo nakon što su prvi put otkriveni gravitacijski valovi. Čak nam mogu objasniti i ono što se dogodilo u prvoj sekundi Svemira, neposredno nakon Veliki prasak, Nada se da će ovo otkriće pomoći u razumijevanju nekih velikih nepoznanica koje fizika i astronomija još uvijek imaju na umu.

Kako se otkrivaju?

Napredni opservatorij gravitacijske laserske interferometrije, poznat kao LIGO, sastojao se od dva detektora razdvojena na 3000 kilometara u 2015. u državama Washington i Louisiana. Svaki se detektor sastojao od dvije zrake laserske svjetlosti duge četiri kilometra, smještene pod pravim kutom. Kada dođe do gravitacijskog vala, jedan od tih snopa svjetlosti se produžava, dok se drugi skraćuje. LIGO može otkriti razlike od deset tisuća u promjeru atomskog jezgra.

Prvi signal zabilježen je 14. rujna u oba detektora istovremeno. Došlo je od spajanja na 1,3 milijarde svjetlosnih godina, a sastojalo se od sudara dvije crne rupe čija je masa bila 29 i 36 puta veća od Sunca. Dvije rupe spojile su se u jednu, ispuštajući energiju ekvivalentnu triju solarnih masa , koji je odbačen u obliku gravitacijskih valova. Kad su ovi valovi stigli do nas, 1,3 milijarde godina kasnije, proizveli su vrlo neredan prostor-vrijeme, neprimjetan svima, ali dovoljan za vrlo visoku osjetljivost LIGO-a.

Znanstvenici Rainer Weiss, Barry Barish i Kip Thorne osvojili su Nobelovu nagradu za fiziku za 2017. za svoj rad na LIGO, detektoru gravitacijskog vala. Žiri ih je prepoznao zbog otkrića koje je uzdrmalo svijet. Trojica američkih fizičara dobila su i nagradu Princeza od Asturije za odlučni rad u snimanju ovog fenomena pomoću opservatorija za gravitacijsku gravitaciju gravitacijskog vala.

UIB grupa relativnosti i gravitacije pionir je u Španjolskoj u istraživanju gravitacijskih valova. Na vašoj stranici Simfonija svemira Oni nude informacije i izvore o ovoj temi.

◄ PrethodnoSljedeće ►
Kozmičko zračenjeOblik svemira