Гравитациялық толқын дегеніміз не?

гравитациялық толқындардың ашылуы (анықтау) ресми күні 11 ақпан, 2016 болып саналады. Ол содан кейін бірлескен жұмыс Līgo басшылары, ол зерттеушілер командасы осы құбылысты түзетуге адамзат тарихында алғаш рет сәтті деп жарияланды, баспасөз мәслихатында Вашингтонда өтеді.

ұлы Эйнштейннің пайғамбарлықтар

гравитациялық толқындар тіпті өткен ғасырдың (1916) басында, бар, бұл факт Альберт Эйнштейн жалпы салыстырмалық теориясы (GR) шеңберінде тұжырымдалған ұсынды. Бір ғана нақты деректер бар минимум осындай алыс-жетіп қорытынды жасауға қабілетті болды атақты физик гениальный қабілеттерін, қайран болады. басқа да көптеген физикалық құбылыстарды арасында жақында бұл мүмкін емес еді дейін келесі ғасырда табылған растау (және т.б., гравитациялық өріс бағытында электромагниттік сәуле өзгерістер уақыттың өтуін баяулауы) дерлік, органдардың толқын өзара іс-қимыл осы түріне қатысуын анықтау деп болжаған.

Gravity - елесін?

Жалпы, аясында салыстырмалық теориясы әрең күш ауырлық. Бұл салдары болып табылады кеңістік-уақыттың үздіксіз наразылық немесе қисықтық. Осы постулаттары Иллюстрациялар жақсы үлгі бөлігі мата созылып мүмкін. бір сусымалы объектінің бетіне орналастырылған салмағы астында тереңдету қалыптасады. ол «тартты» ретінде бұл аномалия жақын қозғалыс Басқа нысандар, олардың қозғалыс траекториясын өзгертеді. Ал нысанның салмағы (ұзақ диаметрі және қисықтық тереңдігі) үлкен, үлкен «тартылыс күші». ол мата астам жылжытады кезде, дивергентті «іздері» пайда көруге болады.

ұқсас нәрсе әлемдік кеңістікте болып жатқан. Кез келген тез қозғалатын қатты мәселе уақыт және кеңістік тығыздығы ауытқуына көзі болып табылады. айтарлықтай амплитудасы А гравитациялық толқын, өте үлкен массасы немесе кезінде үлкен үдеулер бар қозғаушы құрылған органдар.

физикалық сипаттамалары

кеңістік-уақыт метрика ауытқуы гравитациялық саласындағы өзгерістер ретінде өздерін танытуға. Бұл құбылыс, сондай-ақ кеңістік-уақыттың рябь деп аталады. Гравитациялық толқын оларды қысу және созу, тап орган мен нысандарды әсер етеді. Штамм сомасы өте аз болып табылады - түпнұсқа өлшемінің 10 ^-21 тәртібін. Бұл құбылыстың анықтау бүкіл қиындық зерттеушілер тиісті жабдықты пайдалана отырып, осы өзгерістерді өлшеу және жазу қалай үйрену керек болды, бұл. гравитациялық сәулелену қуаты, сондай-ақ өте төмен болып табылады - бүкіл Күн жүйесінің үшін, ол бірнеше квт.

гравитациялық толқындардың таралу жылдамдығы сәл жүргізу ортаның қасиеттерін байланысты. көзден қашықтықта тербеліс амплитудасы біртіндеп төмендейді, бірақ нөлге жетеді ешқашан. жиілігі бірнеше ондаған жылғы Герц жүздеген диапазонында жатыр. жұлдызаралық гравитациялық толқындардың жылдамдығы тәсілдері жарық жылдамдығын.

жанама дәлелі

Алғаш рет гравитациялық толқындардың болмыстың теориялық растау американдық астроном Джозеф Тейлор және Расселу 1974 жылы оның көмекшісі алуға білді. телескоп арқылы Universe үйрену Arecibo (Пуэрто-Рико) обсерваториясын, зерттеушілер тұрақты бұрыштық жылдамдықпен (сирек жағдайда) бойынша массасының жалпы орталығының айналасында бұру нейтрондық жұлдыздар бинарлық жүйесін білдіретін Pulsar PSR B1913 + 16 табылды. Жыл сайын емдеу мерзімі, 3,75 сағат бастапқыда 70 мс дейін төмендейді. Бұл мән салдарынан гравитациялық толқындардың ұрпақ үшін энергия тұтыну үшін осы жүйелердің айналу жылдамдығын арттыру болжауға GTR теңдеулер қорытындылар сәйкес келеді. Кейінірек ұқсас мінез-көп екі пульсары және түсті карлики табылды. Радиоастрономиялық D. Тейлор және Р. Hulse гравитациялық өріс зерделеу жаңа мүмкіндіктер ашу үшін физика бойынша Нобель сыйлығының 1993 жылы марапатталды.

гравитациялық толқынын ұрлау

гравитациялық толқындар анықтау бірінші мәлімдеме 1969 жылы Мэриленд ғалым Dzhozefa Vebera (АҚШ) университетінің алынған. Осы мақсатта ол екі шақырым қашықтықта өз дизайн екі гравитациялық антенналары, пайдаланылған. резонанстық детектор сезімтал пьезоэлектрических түрлендіргіштер жабдықталған алюминий жақсы діріл оқшауланған цилиндрлі-футтық бөлігі болды. Вебер күтілгеннен миллионнан астам есе жоғары болып шықты міс бекітілген тербеліс амплитудасы. Американдық физик оң нәтижелерін «табысқа» қайталау ұқсас жабдықтарды пайдалана отырып, басқа зерттеушілер әрекеттері берді жоқ. осы саладағы жұмыс Вебер бірнеше жылдан кейін Дәрменсіз танылған, бірақ көптеген сарапшылар зерттеу осы саладағы қоңырау үшін «гравитациялық бум» дамуына серпін берді. Айтпақшы, қайтыс болғанға дейін Джозеф Вебер гравитациялық толқындар алуға сенімді болды.

қабылдау жабдықтарды жетілдіру

ауқаты магнитометр - 70s ғалым Билл Feyrbank (АҚШ) Кальмары пайдалана отырып, сұйық гелий, салқындатқыш гравитациялық толқын антенна дизайнын әзірледі. технологиясы сіздің өнімнің өнертапқыш көруге рұқсат етілмейді уақытта қолданыстағы «металл» жүзеге асырылуда.

Осы принципке сәйкес Auriga lenyarskoy ұлттық зертханасы (Падуя, Италия) гравитациялық детектор жүзеге асырылады. алюминий-магний цилиндр және 3 метр, ұзындығы және 0,6 м, диаметрі негізі құрылымы. 2.3 тонна қабылдағыш салмағы оқшауланған жылы тоқтатылды, жақын абсолюттік нөлге вакуум камерасына салқындатылған. бекітуге арналған және көмекші килограмм резонатор және компьютерлер негізінде өлшеу жүйесін анықтау шайқаңыз. жабдықтарды 10 ^-20 мәлімдеді ^{сезімталдығы.}

интерферометры

интерферометрической гравитациялық толқын детекторлардың жұмыс істеу негізі интерферометра Майкельсона кезінде қолданылатын бірдей принциптері енгізілген. арқалық екі ағымға бөлінеді лазермен сәуле көзі. бірнеше ойлар мен иықтары құрылғылар қозғалысы туралы саяхат кейін қайтадан бірге әкелді, ал сәулесінің Әрине, кез келген бұзылуы (мысалы, гравитациялық толқындар) егер соңғы судья кедергілер сурет әсер етеді. Мұндай жабдықтар көптеген елдерде құрылған:

• GEO 600 (Ганновер, Германия). вакуумды тоннель ұзындығы 600 метр.
• 300 м иықты Тама (Жапония).
• Бикеш (Пиза, Италия) - үш шақырымдық ұзын тоннельдер 2007 жылы іске қосылды бірлескен франко-итальяндық жоба.
• 2002 жылы гравитациялық толқындар аң жетекші ЛИГО (Америка Құрама Штаттары, Тынық мұхит жағалауында).

толығырақ ескере отырып соңғы құны.

ЛИГО Advanced

Жоба Массачусетс технологиялық және Калифорния институтында ғалымдар қозғалды. 3 мың. Км, бөлінген екі обсерваторияларды қамтиды Луизиана үш бірдей интерферометров және Вашингтон (Ливингстона және Hanford қаласы). перпендикуляр вакуумдық тоннель ұзындығы 4 мың. метрді құрайды. Бұл қолданыстағы ұқсас құрылымдар күнге дейін ең ірі болып табылады. 2011 жылға дейін гравитациялық толқындар анықтау үшін көптеген талпыныстар кез келген емес нәтижелерін берді. Елеулі жаңарту (Advanced ЛИГО) ауқымы 300-500 Гц астам бес рет жабдықтарды сезімталдығы артып, және төмен жиілікті облысында (60 Гц дейін) қалаған 10 ^-21 осындай мәні жетіп, магнитудасы шамамен тәртібі болып ^{табылады.} жаңартылған жоба 2015 жылы қыркүйек айында басталды, және ынтымақтастық мыңнан астам қызметкерлердің күш нәтижелерімен берілді.

Гравитациялық толқындар табылды

14 қыркүйек, 2015 7 мс аралығында ЛИГО детекторлар алға бақыланатын Әлемнің маргиналами өтті ірі оқиғалардың біздің ғаламшарымыздың гравитациялық толқындар көктен жазылған - күн массасының қарағанда 29 және 36 есе көп массасының екі үлкен қара тесік біріктіру. бұрын Ga 1,3 астам өтті сот барысында, гравитациялық толқындар радиация секундтарда ол материяның шамамен үш күн массасының жұмсады. 35 Гц, және 250 Гц-қол жеткізілген деңгейіне барынша шыңы құны бойынша бастапқы тіркелген жиілігі гравитациялық толқындар.

Алынған нәтижелер бірнеше рет мұқият деректер баламалы негізде түсіндіру кесіп, кешенді тестілеу және емдеу ұшыраған. Соңында, 11 ақпанда Эйнштейннің болжанған құбылыстың тікелей анықтауға өткен жылы, ол әлемдік қауымдастыққа жарияланды.

зерттеушілер титан жұмысты суреттейді Факт: - ол аз қызғылт сары бар қанша Атомның, диаметрінен Бұл мән-ақ көптеген есе аз мөлшерін тербеліс қолын амплитудасы 10 ^-19 м.

болашақ перспективалары

Бұл жаңалық тағы бір рет растайды жалпы салыстырмалық теориясы ғана аннотация формулалардың жиынтығы, және тұтастай алғанда гравитациялық толқындар мен ауырлық мәні бойынша мүлдем жаңа көзқарас емес, -.

гравитациялық өріс тіпті болмашы наразылық анықтауға қабілетті 5 млн км туралы иығына, бар алып айнала қозғалатын интерферометра құру: одан әрі зерттеулер, ғалымдар ELSA жобаның үлкен үміт артамыз. осы бағытта жұмыстарды жандандыру, процестер, дәстүрлі жолақтарда қиын немесе мүмкін емес бақылау Әлемнің дамуының негізгі кезеңдері туралы көп айтып алады. табиғат туралы болашақ, көп әңгіме бекітілетін болады қара тесіктер, гравитациялық толқындар, күмән жоқ болып табылады.

Үлкен жарылыс кейін біздің әлемнің алғашқы сәттердің туралы айтуға қабілетті реликті гравитациялық сәулелену, зерттеу үшін, аса сезімтал ғарыш құралдарын талап етеді. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Бұл жоба (Big Bang бақылаушы) бар, бірақ оны жүзеге асыру, сарапшылар кепілдік, ол 30-40 жыл бұрын мүмкін емес.