LIGO mokslininkai atranda gravitacines bangas, įrodo Albert Einstein

Šiandien mokslininkai, turintys lazerio interferometro gravitacinių bangų observatoriją (LIGO), patvirtino, kad pagaliau rado gravitacinių bangų įrodymus ir taip išsprendė 100-erių metų galvosūkį, kurį apsėstas Albertas Einšteinas. Tai vienas svarbiausių fizikų atradimų, ir jis žada nukreipti kitų apreiškimų kaskadą.

„Mes nustatėme gravitacines bangas“, - ketvirtadienio pranešime sakė LIGO režisierius Davidas Reitze, patvirtinantis, kad mėnesio gandai sklinda aplink mokslinę bendruomenę. „Tai tikrai mokslas. Ir mes tai padarėme - mes nusileidome į mėnulį. “

1916 m. Einšteinas paskelbė savo reliatyvumo teoriją. Tarp daugelio būdų, kuriais jis vaidina lemiamą vaidmenį šiuolaikinės fizikos įkūrime, teorija prognozavo gravitacinių bangų egzistavimą: masyvo judesius, judančius į išorę, dėl masės buvimo. Einšteinas, pasakęs apie šių raupų egzistavimą, mirė, kol jis iš tikrųjų buvo jų buvęs.

Kadangi Einšteino darbas buvo sėklinis, beveik viskas, ką mes manome, kad žinome apie gravitaciją, priklauso nuo gravitacinių bangų egzistavimo. Tai reiškia, kad iki šiol dauguma to, ką žinojome apie sunkumą, nebuvo iš tikrųjų patvirtinti. Visa tai keičiasi.

Kodėl taip ilgai truko? Gravitacinės bangos yra taip mažai mažos ir silpnos, kad mokslininkai ieško signalo, kuris yra masto iki 23 galios. Visuomet buvo daugybė antrinių įrodymų, tačiau realus įrodymas yra nepaprastai sudėtingas, todėl LIGO buvo surinkta prieš 25 metus. Bendradarbiavimas tarp MIT, „Caltech“ ir beveik 1000 mokslininkų 16 šalių „LIGO“ pastatė interferometrą: keturių kilometrų ilgio prietaisas, kuris lazerius nuveda pirmyn ir atgal su veidrodžiais, kad aptiktų signalus, kurie yra mažesni nei 1/1000 a. protonas.

LIGO pastatė du iš šių itin jautrių instrumentų - vieną Hanforde, Vašingtone ir kitą Livingstone, Luizianoje, kad įsitikintų, jog jie gali būti patikrinti. Abu instrumentai buvo prisijungti 2002 m., Bet 13 metų nebuvo nieko, bet tamsoje.

2015 m. Rugsėjo 14 d., Po dviejų dienų po naujai modernizuotų interferometrų veikimo, LIGO mokslininkai pagaliau rado kažką. Vėliau jie sužinos, kad tai buvo signalas, kurį sukūrė dvi juodosios skylės - kiekvienas apie 150 kilometrų skersmens ir 30 kartų didesnis už saulės masę. Jie buvo spiralę vieni su kitais maždaug pusę šviesos greičio. Jie susidūrė ir sujungė į vieną juodąją skylę.

Visa energija, kurią pašalino susidūrimas, buvo daugiau nei 50 kartų galingesnė nei visų visatos žvaigždžių, sudėjus.

Reitze teigimu, įrašyti signalai atitiko tas lygtis, kurias Einšteino teorija galėtų numatyti tokiomis aplinkybėmis. Nepaisant to, jis ir jo kolegos nustatė, kad duomenys yra „proto boglinga“.

Signalai ne tik žiūri į tai, kaip atrodo gravitacinės bangos. Jie taip pat iliustruoja faktines susijungimo įvykio ir juodųjų skylių charakteristikas prieš ir po susidūrimų. Pasak LIGO mokslininko Gabriela Gonzalezo, užfiksuotų signalų bangos formos rodo, kad sujungta juodoji skylė iš tikrųjų yra šiek tiek mažesnė už dviejų originalių objektų sumą. Be to, „šis susijungimas įvyko prieš 1,3 mlrd. Metų“, - sakė ji, „kai daugiakampis gyvenimas čia Žemėje pradeda plisti“.

Gonzalezas grojo modifikuotą signalo įrašą - trumpą, paukščių čirpą. „Tai yra pirmasis iš daugelio ateiti“, - sakė ji.

Rezultatų pasekmės negali būti pervertintos. Šis atradimas ne tik ilsisi šimtmečio paslaptį - jis atveria žmones, kad sužinotų apie visatą per unikalų objektyvą. Prieš ketvirtadienį astrofizikai iš esmės apsiribojo visatos tyrimu per elektromagnetinį spektrą. Nors mes daug išmokome, yra daugybė žvaigždžių, supernovų, juodųjų skylučių ir kitų reiškinių, kurių mes negalime studijuoti nepastebėdami ir matuojant gravitacinių bangų. Žinant, kad galiausiai galime išklausyti apie tuos signalus, atsiveria mokslininkai visai visatos daliai, kuri anksčiau buvo uždaryta.

Iš tiesų LIGO rezultatai veiksmingai įrodo juodųjų skylučių egzistavimą.

Galbūt labiausiai intriguojantis, pabrėžęs garsus astrofizikas ir LIGO įkūrėjas Kipas Thorne (7 vieta, bet neabejotinai didėjantis dabar) bus galimybė studijuoti tai, kas vadinama „kosminėmis stygomis“, kurias mokslininkai mano, kad padeda paaiškinti šios srities plėtrą ir infliaciją. visatos nuo Didžiojo sprogimo.

Kiti klausimai mokslininkai galėtų atsakyti su didesniu gravitacinių bangų tyrimu: kaip greitai visata plečiasi? Kas sukelia supernovą? Kaip greitai važiuoja gravitacinės bangos, palyginti su šviesa?

„LIGO“ pradžia „buvo didelė rizika“, - sakė Nacionalinis mokslo fondo direktorius Prancūzija Cordova. Tačiau ši rizika šiandien atrodo atsipirko. „Einšteinas bus spindintis.“

Ketvirtadienio skelbimas taip pat neabejotinai sukels daugiau vilčių LISA Pathfinder - erdvėlaivis, veikiantis kaip erdvės interferometro eLISA testas, ir labai patvirtins į projektą investuotus pinigus ir laiką.

Ir tai tik pradžia. Mes daugiau sužinosime apie visatą, nei galėjome kada nors galvoti, ir galiausiai galime priartėti prie visatos kilmės ir ateities supratimo. „Kas tikrai įdomu, kas ateina“, - sakė Reitze.