Bir yerçekimsel dalga nedir?

yerçekimi dalgaların açıklığı (tespiti) resmi tarihi 11 Şubat 2016 olarak kabul edilir. Daha sonra basın toplantısında üzerinde Washington'da düzenlenen, işbirliği LIGO liderleri, bu araştırmacıların ekibi bu fenomeni düzeltmek için insanlık tarihinde ilk kez başarılı olduğunu açıklandı.

Büyük Einstein'ın kehanetleri

yerçekimsel dalgalar bile geçen yüzyılın başında (1916) de, mevcut gerçeği Albert Einstein Genel Görelilik (GR) çerçevesinde formüle önerdi. Bir tek gerçek verilerin minimum böyle geniş kapsamlı sonuçlar çıkarmaya başardı ünlü fizikçi ustaca yetenekleri, hayret edebilirsiniz. diğer birçok fiziksel fenomenler gelecek yüzyılda bulunan onay tahmin Arasında (zamanın geçtiğini yavaşlatan, çekim alanları doğrultusunda elektromanyetik radyasyon, vb değişiklikler) Neredeyse organlarının dalga etkileşim bu tür varlığını tespit, yakın zamana kadar bu mümkün değildi.

Yerçekimi - bir hayal?

Genellikle ışığında görelilik teorisinin pek yerçekimi bir kuvvet. Bu bir sonucudur uzay-zaman pertürbasyonuna veya eğrilik. Bu önerme göstermek için iyi bir örnek kumaş parçasının gerilebilir. bir kütle nesnenin bir yüzey üzerine yerleştirilir ağırlığı altında bir girinti oluşturulur. o "çekti" gibi bu anomali yakın hareket Diğer nesneler, onların hareket yörüngesini değiştirecek. Ve daha nesne (uzun çap ve eğrilik derinliği), daha büyük bir ağırlık "çekim kuvveti." o kumaşın üzerinde hareket ettiğinde, sen ıraksak "dalgalanmalar" ortaya çıkmasını izleyebilirsiniz.

Benzer bir Dünya uzayda gerçekleşiyor. Herhangi hızla hareket katı madde uzay ve zaman yoğunluk dalgalanmalarının kaynağıdır. önemli bir genlikli bir çekim dalga, son derece büyük kütleli organları oluşturulabilir ya da büyük ivmeler ile sürüş.

fiziksel özellikler

Uzay-zaman metrik dalgalanmalar çekim alanında değişiklikler gibi kendini gösterecektir. Bu olgu aynı zamanda uzay-zaman dalgaların denir. Yerçekimi dalga sıkıp bunları germe, vücudu etkileyen ve karşılaşılan nesneleri. Şekil değiştirme miktarı çok küçük - orijinal boyutunun 10 ^-21 düzeyindedir. Bu fenomenin algılama bütün zorluk araştırmacılar ölçmek ve uygun ekipman kullanılarak bu değişiklikleri kaydetmek için öğrenmek zorunda olmasıdır. yerçekimsel radyasyon gücü de son derece düşüktür - bütün güneş sistemi için, birkaç kilowatt olduğunu.

yerçekimi dalgaların yayılma hızı biraz iletken ortamın özelliklerine bağlıdır. kaynağından uzaklaştıkça salınım genliği giderek azalır ancak sıfıra ulaştığında asla. Frekans hertz yüzlerce birkaç on aralığında yer almaktadır. yıldızlararası ortamda yerçekimi dalgalarının hızı yaklaşımlar ışık hızı.

emare

İlk defa yerçekimsel dalgaların varlığını teorik onay Amerikan astronomu Joseph Taylor ve 1974 yılında asistanı Russell Hulse başardı. teleskop aracılığıyla Evreni incelenmesi Arecibo (Porto Riko), araştırmacılar sabit açısal hız (nadiren) bir kütle ortak merkezi etrafında döndürmek nötron yıldızlarının bir ikili sistemini temsil pulsar PSR B1913 + 16 keşfetti rasathanenin. Her yıl tedavi süresi 70 ms düşürüldü, 3.75 saat başlangıçta olduğunu. Bu değer nedeniyle çekimsel dalgaları üretme enerji tüketimine Bu sistemlerin dönüş hızındaki artış tahmin GTR denklemlerin sonuçları ile tutarlıdır. çift pulsarlar ve benzer bir davranışla beyaz cüceler sonra daha bulunmuştur. Radyo astronomi D. Taylor ve R. Hulse okuyan yerçekimi alanlarının yeni olanaklar keşfedilmesi için Nobel Fizik Ödülü 1993 yılında verildi.

yerçekimi dalga çalmak

tespit yerçekimsel dalgaların ilk ifadesi 1969 yılında University of Maryland bilim adamı Dzhozefa Vebera (ABD) alınan. Bu amaçla o iki kilometrelik bir mesafe ile ayrılmış, kendi tasarımı iki yerçekimsel anten, kullandı. Rezonant detektör duyarlı piezoelektrik transdüserler ile donatılmış bir alüminyum iyi titreşim izole silindir ayak parçası idi. iddiaya göre sabit dalgalanmalar Weber genliği beklenenden daha fazla bir milyon kat daha yüksek olduğunu kanıtladı. Amerikan fizikçi olumlu sonuçların "başarı" tekrarlamak benzer ekipman kullanılarak diğer araştırmacılar tarafından girişimleri sağlamamıştır. Bu alandaki çalışmalar Weber birkaç yıl sonra iflas kabul edilmiştir, ancak birçok uzman çalışmanın bu alanda arama için "yerçekimi boom" gelişmesine ivme kazandırdı. Bu arada, Dzhozef Veber ölümüne kadar yerçekimi dalgalarını almak emindi.

Resepsiyon cihazların iyileştirilmesi

süper-manyetometre - 70s bilim Bill Feyrbank (ABD) mürekkep balığı kullanımı ile, sıvı helyum ile soğutulan, yerçekimi dalga antenin bir tasarım geliştirmiştir. anda mevcut teknoloji "metal" de gerçekleştirilen ürününüzün mucit, görmesine izin verilmez.

Bu ilkeye göre Arabacı lenyarskoy Ulusal Laboratuvarı (Padova, İtalya) yerçekimi dedektör yapılır. Alüminyum-magnezyum silindirin taban yapısı ve 3 metre uzunluğunda ve 0.6 m'lik bir çapa sahiptir. 2.3 ton alıcı birim ağırlığı, izole edilmiş içinde süspansiyon haline getirilir, yakın tam sıfır vakum odasına kadar soğutuldu. Yardımcı kilogramı rezonatör ve bilgisayar bazlı bir ölçüm sisteminin tespit tespit ve sallamak için. ekipman 10 ^-20 belirtilen ^{duyarlılık.}

interferometreler

interferometrik yerçekimi dalga detektörleri işleyişi temeli Michelson interferometre kullanılır aynı ilkeler dahil. lazer ışını kaynağı tarafından yayılan iki akıma ayrılır. omuzlar cihazlar akışları üzerinde birden yansımalar ve seyahat tekrar bir araya getirilir ve nihai yargıç girişim görüntü etkilenir sonra eğer ışınları tabii herhangi bir rahatsızlık (örn yerçekimsel dalga). Bu tür ekipman birçok ülkede oluşturulur:

• GEO 600 (Hannover, Germany). Vakum tüneli 600 metre uzunluğu.
• TAMA 300 m omuzlu (Japonya).
• BAŞAK (Pisa, İtalya) - Üç kilometre uzunluğundaki tüneller ile 2007 yılında başlatılan ortak Fransız-İtalyan projesi.
• LIGO (Amerika Birleşik Devletleri, Pasifik Kıyısı), 2002 yılında yerçekimsel dalgalar için avı lider.

daha ayrıntılı olarak dikkate değer Son.

LIGO Gelişmiş

Proje Massachusetts Teknoloji ve California Institute bilim adamları tarafından başlatılmıştır. 3000. Km ile ayrılmış iki gözlemevleri içerir Louisiana üç özdeş interferometreler ile ve Washington (Livingston ve Hanford kenti). dikey elektrik tünelin uzunluğu 4000. Metre. Bu mevcut benzer yapıların bugüne kadar en büyüğüdür. 2011 yılına kadar birçok girişimde yerçekimsel dalgalar herhangi bir sonuç alınamamıştır algılamak için. Önemli bir iyileştirme (İleri LIGO) aralığı 300-500 Hz fazla beş kez ekipman hassasiyeti artar ve düşük frekans bölgesinde bir değer, örneğin ilgi gören 10 ^-21 ulaşan büyüklük yaklaşık bir düzen, bir (60 Hz'e ^kadar). güncellenmiş proje Eylül 2015'te başlamış, ve işbirliği binden fazla çalışanı çabaları sonuçları ile ödüllendirilmiştir.

Yerçekimi dalgaları bulunur

İki büyük kara deliklerin bir birleşme 29 kitleler ve güneş kütlesi daha büyük 36 kez - 14 Eylül 2015 aralık gözlemlenebilir evrenin saçaklar gerçekleşti büyük olaylardan gezegenimizin yerçekimi dalgaları inmesi kaydedildi 7 ms LIGO dedektörleri ilerledi. yerçekimsel dalga radyasyona saniyeler içinde, önce 1.3 Ga üzerinde gerçekleşti deneme, sırasında maddenin yaklaşık üç güneş kütlesine geçirdi. 35 Hz'de ilk sabit frekans yerçekimi dalgalar ve 250 Hz ulaşılan seviyesinin maksimum zirve değeri.

arka arkaya kapsamlı testler ve tedaviye tabi tutuldu elde edilen sonuçlar, dikkatli bir şekilde veri alternatif yorumlarını kesti. Son olarak, 11 Şubat tarihinde Einstein tarafından tahmin fenomen doğrudan saptanması üzerine geçen yıl, dünya topluluğuna açıklandı.

araştırmacı muazzam bir çalışma gösteren Gerçek: - o daha az turuncu ne kadar bir atom, çapından daha küçük bir çok kez bu değer büyüklüğü salınım kolunun genliği 10 ^-19 metredir.

geleceği

Bu keşif bir kez daha teyit genel görelilik kuramı sadece soyut formülleri bir dizi, ve bir bütün olarak yerçekimsel dalgaların özünde ve yerçekimi de tamamen yeni bir görünüm değil -.

yerçekimsel alanların bile küçük tedirginlikler algılama yeteneğine 5 milyon km hakkında omuzları, dev yörüngedeki interferometre oluşturulması: Daha sonraki araştırmalarda, bilim adamları ELSA proje üzerinde büyük beklentilerimiz var. bu yönde çalışmaların yeniden canlandırılması evrenin, süreçler, geleneksel bantlarında zor veya imkansız gözlem gelişiminin temel aşamaları hakkında çok şey söylemek mümkün değildir. Hiç şüphe gelecekte sabit olacağını kara delikler, yerçekimi dalgaları, yapıları hakkında fazla söz ediliyor.

Büyük Patlamadan sonra dünyamızın ilk anlarında bahsetmek mümkün kalıntı yerçekimsel radyasyon çalışmada, için, daha hassas uzay araçları gerektirecektir. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Bu proje (Büyük Patlama Observer) var, ancak onun uygulanması, uzmanların güvence, bu 30-40 yıl daha erken değil mümkündür.