Все, що потрібно знати про гравітаційних хвиль

Everything You Need to Know about Gravitational Waves

На тлі чуток про те, що США обсерваторії оголосить в четвер, що вони виявили докази гравітаційних хвиль, ось ключова інформація


Працює на Guardian.co.ukЦя стаття під назвою “Дивитися це простір-час: відкриття гравітаційних хвиль очікується” була написана Ian Sample редактором Science, для The Guardian у вівторок 9 лютого 2016 15.59 УНІВЕРСАЛЬНЕ ГЛОБАЛЬНЕ ЧАС

Тривала десятиліттями пошук гравітаційних хвиль, як очікується, завершиться в тріумфі на цьому тижні, коли вчені заявляють, що вони виявили мерехтіння в тканини простору-часу, можливо, буде створена при зіткненні двох масивних чорних дір подорожі на близьких до швидкості світла.

По-перше передбачене Ейнштейном, і породжена найтрагічніших подій в космосі, гравітаційні хвилі розтягувати і вичавлювати простір і все в ньому, як вони поширюються по всьому всесвіті. їх відкриття, якщо вони будуть підтверджені, напевно заробити Нобелівську премію.

Вчені полювали на наявність ознак хвиль протягом десятиліть, Але до сих пір, їх спроби були розчаровані хибних сигналів і інструментів, які не були достатньо чутливі, щоб виявити хвилі на той час, коли вони досягли Землі.

Те, як очікується, зміниться в четвер, коли фізики в США показують свої останні дані з експерименту, відомого як LIGO, або обсерваторії Розширений лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової. Команда є детектори в Вашингтоні і Луїзіані, які можуть визначити проходження гравітаційних хвиль через крихітні зміни довжини, які вони виробляють в двох 4км-довгих труб.

На прес-конференції у Вашингтоні, Вчені LIGO, як очікується, виявити чітке, недвозначний сигнал гравітаційної хвилі. Це може виходити з двох величезних чорних дір, один 29 раз масивніші, ніж Сонце, інші 36 раз масивніші, спіраллю навколо один одного, і, нарешті, розбиваючи разом, щоб сформувати нову чорну діру 62 разів більша за масу Сонця. При всій своїй піднімають, новий орган не може бути не більше 200 широкі милі.

недостатня маса – еквівалентна трьом сонцях, або шість трильйонів трильйонів кілотонн – була перетворена в енергію і випустили в якості гравітаційних хвиль LIGO, як вважають, виявлено.

"Люди дуже збуджений. Чутка про те, що це надзвичайне великий сигнал, іншими словами, це однозначний, і що є фантастичним,"Сказав Педро Феррейра, професор астрофізики в Оксфордському університеті, і автор 2014 книга, теорія Ідеальний: століттям геніїв і боротьба за загальної теорії відносності.

Коли Ейнштейн опублікував свою теорію загальної відносності в 1915, він назавжди змінив, як вчені розглядають всесвіт. Теорія показала, що маса робить криву простору-часу, ефект, який має безліч наслідків. один, що світло від далеких зірок буде згинатися навколо Сонця, було підтверджено Артура Еддінгтона під час сонячного затемнення 1919.

Виявлення гравітаційних хвиль буде поставити галочку останнє велике пророкування загальної теорії відносності. Було б продемонструвати, що рівняння, складений Ейнштейна, які відмовлялися вірити в себе чорних дір, справедливі в тому, що займає місце як самий крайній галузі фізики.

Але є ще до відкриття гравітаційних хвиль, ніж просто довести, що вони існують. Якщо сигнал LIGO сильна, як чутки припускають, нові інструменти можуть бути побудовані для виявлення гравітаційних хвиль від зіткнення чорних дір і інші надзвичайно енергійні події по цілому світові.

"Це було б схоже на телескоп, який, замість того, щоб дивитися на об'єкти в електромагнітному спектрі, дивиться на них з гравітаційними хвилями,"Сказав Феррейра. "Ми могли б бачити речі в зовсім інакше. Було б дуже затуманений зір – гравітаційні хвилі не дуже добре Pinpointing об'єктів – але вони допомагають нам зрозуміти, що відбувається, коли чорні діри нд потрапляють в один одного ".

"Справа в тому, щоразу, коли ми дивилися на всесвіт по-новому, з рентгенівськими променями, з радіохвилями, ми виявили неймовірні речі, екзотика. Так що це збирається відкрити нове вікно, і впевнений, що ми виявимо дивний матеріал,"Він додав:.

чутки що команда LIGO була виявлена ​​гравітаційні хвилі, циркулюють в астрофізиці спільноти протягом декількох місяців. Але багато дослідників скептично і боялися чутки, можливо, були викликані синтетичних сигналів, які додаються до даних для тестування аналітичних процедур команди,.

"Після того, як всі чутки протягом останніх кількох місяців я, звичайно, очікувати від них, щоб оголосити про виявлення в цій точці,"Сказав Альберто Sesana, дослідник в Університеті Wave Group гравітаційному Бірмінгем. "Ми повинні мати на увазі, що LIGO один експеримент і єдиний, який може виявити такі джерела. Якщо вони стверджують, що виявили гравітаційних хвиль, він не може бути підтверджено іншим інструментом, і що завжди є проблемою. Але вони були дуже обережні, роблячи це правильно. Я впевнений, що у них є чіткі і переконливі докази для цього ".

Існує ймовірність того, сигнал буде оголошений з іншого джерела, такі як пара нейтронних зірок обертається навколо один одного, або нейтронна зірка падає в чорну діру. Але такі космічні події можна було б очікувати, щоб зробити більш слабкі сигнали, ніж великі вчені очікують шиповані команди LIGO, щоб показати.

Вчені оголосили про виявлення гравітаційних хвиль до того тільки, щоб їх надії пунктирна. в 2014, Дослідники на експеримент під назвою Bicep2 стверджував, що знайшов докази для гравітаційних хвиль від Великого вибуху, але подальший аналіз інших груп показали, що сигнали, які вони підібрали можуть бути повністю пояснені космічний пил перешкоджаючи їх вимірювань.

Ульріх Sperhake, теоретиком в Кембриджському університеті, який вивчає, як гравітаційні хвилі генеруються чорних дір, сказав, що громада була дуже збуджена і вичікувальна. "Я не знаю, хто в полі, хто очікує, що нічого, крім виявлення буде оголошено додатково,"Сказав він. "Нічого, крім початку нової ери в астрономії спостережень гравітаційної прийде як головний сюрприз у четвер, але залишається крихітний спекулятивний елемент до нього, поки ми не будемо мати офіційну заяву LIGO ".

Martin Хендрі, член команди LIGO в Університеті Глазго, нічого очікувати звертається на подробиці анонса четвер. "Я не можу більше нічого сказати на даному етапі, ніж чекати і бачити. Or should that be “watch this spacetime?"Сказав він.

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