كل ما تحتاج لمعرفته عن موجات الجاذبية

Everything You Need to Know about Gravitational Waves

وسط شائعات بأن مرصد الولايات المتحدة ستعلن يوم الخميس انها اكتشفت أدلة على موجات الجاذبية, ها هي المعلومات الأساسية


مدعوم من Guardian.co.ukهذه المقالة بعنوان “مشاهدة هذا الزمكان: اكتشاف موجة الجاذبية المتوقع” كتبه إيان عينة محرر العلوم, لصحيفة الجارديان يوم الثلاثاء 9 فبراير 2016 15.59 التوقيت العالمي

ومن المتوقع أن تنتهي في انتصار هذا الاسبوع عندما يعلن العلماء أنهم اكتشفوا تموجات في نسيج الزمكان بحث عقود طويلة لموجات الجاذبية, ربما تم إنشاؤها من قبل اصطدام اثنين من الثقوب السوداء الضخمة تسير بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

وتوقع أول مرة من قبل آينشتاين, ولدت قبل أكثر الأحداث الكارثية في الكون, موجات الجاذبية تمتد والفضاء ضغط وجميع داخلها لأنها انتشرت في جميع أنحاء الكون. اكتشافهم, في حال تأكيد, من المؤكد أن كسب جائزة نوبل.

وقد تصاد العلماء بحثا عن علامات على موجات منذ عقود, ولكن حتى الآن, قد أحبطت محاولاتهم عن طريق إشارات والصكوك الكاذبة التي لم تكن حساسة بما يكفي للكشف عن الموجات في الوقت الذي وصلت الأرض.

ومن المتوقع أن تغيير يوم الخميس ان, عندما علماء الفيزياء في الولايات المتحدة تكشف عن أحدث البيانات الخاصة بهم من التجربة المعروفة باسم LIGO, أو مرصد الليزر المتقدم التداخل الجاذبية الموجة. فريق ديها للكشف عن واشنطن ولويزيانا التي يمكن أن بقعة تمرير موجات الجاذبية عن طريق تغييرات ضئيلة في طول أنها تنتج في أنبوبين 4km طويلة.

في مؤتمر صحفي في واشنطن, ومن المتوقع العلماء LIGO لتكشف عن وجود واضح, لا لبس فيها إشارة موجة الجاذبية. فقد جئت من اثنين من الثقوب السوداء الهائلة, واحد 29 مرات أكثر هائلة من أشعة الشمس, الأخرى 36 مرة أكثر ضخمة, تصاعد حول بعضها البعض وتسقط في النهاية معا لتشكيل الثقب الأسود الجديد 62 مرة كتلة الشمس. لجميع ثقل لها, الهيئة الجديدة قد يكون هناك أكثر من 200 ميل واسعة.

الكتلة المفقودة – يعادل ذلك من ثلاث شموس, أو ستة تريليون تريليون كيلو طن – تم تحويله إلى طاقة، وأفرج عن موجات الجاذبية ويعتقد LIGO أن الكشف عن.

وقال "الناس متحمسون بشكل كبير. الإشاعة هو أنه إشارة كبيرة ضخم, بعبارات أخرى, انها لا لبس فيه, وهذا هو رائع,"وقال بيدرو فيريرا, أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة أكسفورد, ومؤلف 2014 كتاب, نظرية مثالية: قرن من العباقرة والمعركة حول النسبية العامة.

عندما نشر اينشتاين نظريته النسبية العامة في 1915, قال انه تم تغيير إلى الأبد الطريقة التي ينظر علماء الكون. وأظهرت النظرية القائلة بأن كتلة يجعل منحنى الزمكان, وهو التأثير الذي لديها العديد من الآثار. واحد, وأن الضوء المنبعث من النجوم البعيدة ينحني حول الشمس, وأكد من قبل آرثر ادنجتون أثناء كسوف الشمس من 1919.

إن الكشف عن موجات الجاذبية وضع علامة قبالة التنبؤ الرئيسي الأخير من النسبية العامة. فإنه تثبت أن المعادلات التي وضعت من قبل اينشتاين, الذين رفضوا أن يصدقوا في الثقوب السوداء نفسه, عقد صحيح في ما تصنف باعتبارها المجال الأكثر تطرفا للفيزياء.

ولكن هناك ما هو أكثر من اكتشاف موجات الجاذبية من مجرد إثبات وجودها. إذا كانت إشارة LIGO قوية كما تشير الشائعات, يمكن أن يبنى أدوات جديدة للكشف عن موجات الجاذبية من الاصطدام الثقوب السوداء وغيرها من الأحداث الحيوية بشكل كبير في جميع أنحاء الكون.

واضاف "سيكون مثل وجود تلسكوب, بدلا من النظر إلى الأشياء في الطيف الكهرومغناطيسي, وستقضي مع موجات الجاذبية,"وقال فيريرا. "يمكننا أن نرى الأشياء بطريقة مختلفة تماما. وسيكون من عدم وضوح الرؤية جدا – موجات الجاذبية ليست جيدة في الأشياء إبراز – لكنها سوف يساعدنا على فهم ما يحدث عندما تسقط الثقوب السوداء HS إلى واحد آخر ".

"والحقيقة هي كلما قمنا نظرت في الكون بطرق جديدة, مع الأشعة السينية, مع موجات الراديو, لقد اكتشف الاشياء لا يصدق, الغرابة. لذلك هذا هو الذهاب الى فتح نافذة جديدة, وبالتأكيد سنكتشف أشياء غريبة,"وأضاف.

Rumours that the LIGO team had detected gravitational waves have been circulating in the astrophysics community for months. لكن many researchers were sceptical and feared the rumours might have been sparked by synthetic signals which are added to the data to test the team’s analytical procedures.

“After all the rumours over the past few months I certainly expect them to announce a detection at this point,” said Alberto Sesana, a researcher at the University of Birmingham’s Gravitational Wave Group. “We have to bear in mind that LIGO is one experiment and the only one that can detect such sources. If they claim to have detected gravitational waves, it cannot be confirmed by another instrument, and that is always an issue. But they have been very cautious in doing this properly. I’m confident they have clear and strong evidence for it.”

There is a chance a signal will be announced from another source, such as a pair of neutron stars spinning around one another, or a neutron star falling into a black hole. But such cosmic events would be expected to produce weaker signals than the large spike scientists anticipate the LIGO team to reveal.

Scientists have declared the discovery of gravitational waves before only to have their hopes dashed. في 2014, researchers on an experiment called Bicep2 claimed to have found evidence for gravitational waves from the big bang, but further analysis by other groups showed that the signals they picked up could be entirely explained by space dust interfering with their measurements.

Ulrich Sperhake, a theorist at Cambridge University who studies how gravitational waves are generated by black holes, said the community was very excited and expectant. “ I don’t know anyone in the field who expects anything other than a detection to be announced,"قال. “Anything but the onset of a new era in observational gravitational astronomy would come as a major surprise on Thursday, but there remains a tiny speculative element to it until we’ll have the official LIGO announcement.”

Martin Hendry, a member of the LIGO team at Glasgow University, would not be drawn on the details of Thursday’s announcement. “I can’t say anything more at this stage than wait and see. Or should that be “watch this spacetime?"قال.

guardian.co.uk © الجارديان أخبار & وسائل الإعلام المحدودة 2010