Semua yang Anda Perlu Tahu tentang Waves graviti

Everything You Need to Know about Gravitational Waves

Di tengah-tengah khabar angin bahawa pemerhatian AS akan mengumumkan pada hari Khamis bahawa mereka telah mengesan bukti gelombang graviti, di sini adalah maklumat utama


Dikuasakan oleh Guardian.co.ukArtikel ini bertajuk “Menonton ruang-masa ini: Penemuan gelombang graviti dijangka” ditulis oleh Ian editor Sains Contoh, untuk The Guardian pada hari Selasa 9 Feb 2016 15.59 UTC

Satu carian dekad panjang gelombang graviti dijangka berakhir dalam kemenangan minggu ini apabila para saintis menyatakan mereka telah menemui riak dalam fabrik ruang-masa, mungkin dicipta oleh perlanggaran dua lubang hitam besar yang bergerak pada berhampiran dengan kelajuan cahaya.

Pertama diramalkan oleh Einstein, dan dihasilkan oleh peristiwa yang paling bencana di alam semesta, gelombang graviti meregangkan dan ruang memerah dan semua di dalamnya kerana mereka tersebar di seluruh alam semesta. penemuan mereka, jika disahkan, yang pasti untuk mendapatkan hadiah Nobel.

Para saintis telah diburu untuk tanda-tanda gelombang selama beberapa dekad, tetapi sehingga kini, percubaan mereka telah kecewa dengan isyarat palsu dan surat cara itu tidak cukup sensitif untuk mengesan gelombang dengan masa yang mereka mencapai Bumi.

Yang dijangka berubah pada hari Khamis, apabila ahli fizik di Amerika Syarikat mendedahkan data terbaru mereka dari satu eksperimen dikenali sebagai LIGO, atau Balai Cerap Advanced Laser Interferometer graviti-Wave. Pasukan itu mempunyai pengesan di Washington dan Louisiana yang boleh melihat lulus gelombang graviti melalui perubahan yang paling kecil sekali panjang yang dihasilkan dalam dua paip 4km panjang.

Pada sidang akhbar di Washington, saintis LIGO dijangka mendedahkan yang jelas, jelas isyarat gelombang graviti. Ia mungkin datang dari dua lubang hitam besar, satu 29 kali lebih besar daripada matahari, yang lain 36 kali lebih besar, kenaikan sekitar satu sama lain dan akhirnya terhempas bersama-sama untuk membentuk lubang hitam baru 62 kali jisim matahari. Untuk semua mempunyai berat yang, badan baru mungkin tidak lebih daripada 200 batu lebar.

Jisim hilang – setara dengan tiga matahari, atau enam trilion trilion kilo tan – telah ditukar kepada tenaga dan dibebaskan sebagai gelombang graviti LIGO dipercayai telah dikesan.

"Orang ramai sangat teruja. Khabar angin itu adalah bahawa ia adalah satu isyarat besar kekalahan, Dalam kata lain, ia jelas, dan itulah yang hebat,"Kata Pedro Ferreira, profesor astrofizik di Universiti Oxford, dan pengarang 2014 buku, Teori Perfect: abad genius dan pertempuran lebih kerelatifan am.

Apabila Einstein menerbitkan teori kerelatifan am dalam 1915, dia berubah selama-lamanya bagaimana saintis melihat alam semesta. Teori ini menunjukkan bahawa massa membuat lengkung ruang-masa, kesan yang mempunyai pelbagai implikasi. satu, bahawa cahaya dari bintang yang jauh akan bengkok mengelilingi matahari, telah disahkan oleh Arthur Eddington semasa gerhana solar 1919.

Pengesanan gelombang graviti akan menandakan ramalan utama terakhir kerelatifan am. Ia akan menunjukkan bahawa persamaan disediakan oleh Einstein, yang enggan beriman kepada lubang hitam sendiri, memegang benar dalam apa kedudukan sebagai alam yang paling melampau fizik.

Tetapi terdapat lebih kepada penemuan gelombang graviti daripada sekadar membuktikan mereka wujud. Jika isyarat LIGO yang kuat seperti khabar angin mencadangkan, instrumen baru boleh dibina untuk mengesan gelombang graviti daripada berlanggar lubang hitam dan peristiwa sangat bertenaga lain di seluruh alam semesta.

"Ia akan menjadi seperti mempunyai teleskop yang, bukannya melihat objek dalam spektrum elektromagnet, sedang mereka dengan gelombang graviti,"Kata Ferreira. "Kita boleh melihat perkara-perkara dengan cara yang sama sekali berbeza. Ia akan menjadi sangat kabur penglihatan – gelombang graviti tidak pandai objek pinpointing – tetapi mereka akan membantu kita memahami apa yang berlaku apabila lubang hitam hs jatuh ke dalam satu sama lain. "

"Hakikatnya, setiap kali kita telah melihat alam semesta dengan cara yang baru, dengan x-ray, dengan gelombang radio, kami telah menemui barangan yang luar biasa, exotica. Jadi ini akan membuka tetingkap baru, dan yang pasti kita akan menemui barangan pelik,"katanya.

Rumours that the LIGO team had detected gravitational waves have been circulating in the astrophysics community for months. Tetapi 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. Dalam 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,"Katanya. “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?"Katanya.

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010