Cazibə dalğaları nədir?

Ağ palto və maskalı bir adam, metal bir çərçivə və şüşə borularla nəhəng bir maşında işləyir.

Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanasının (LIGO) tədqiqatçıları 14 sentyabr 2015-ci il tarixində ilk dəfə cazibə dalğalarının aşkarlanmasını həyata keçirmişlər. Burada bir texnik LIGO detektoru üçün bəzi optiklər üzərində işləyir. Şəkil LIGO vasitəsilə.


Cazibə dalğaları quruluşundakı dalğalardırkosmik zaman. Sakit bir dənizin səthindən keçən bir gəmi arxasında bir oyanış buraxdığı kimi, kainatdakı hərəkət edən cisimlər də qravitasiya dalğaları yaradır. Qravitasiya dalğaları vəziyyətində olan 'gəmilər', kosmosda çox uzaqda olan son dərəcə şiddətli və kataklizm hadisələrdir: qara dəliklərin birləşməsi, neytron ulduzlarının toqquşması, fövqəlnova. Bütün bunlar, kosmos zamanı quruluşunda dalğalar əmələ gətirir, dalğalar kainatı gəzərkən onu uzadır və sıxır.

Qravitasiya dalğaları dünyadakı baxış nöqtəmizdən göründüyü kimi son dərəcə zəif olduğu üçün onları aşkar etmək texnologiyası yalnız son illərdə mövcuddur. Bütün dalğalar kimi, cazibə dalğaları da uzaqlaşdıqca ölçüləri kiçilir və bizə çatanda uzaqdakı 'gəmi qəzaları' nın - kosmosdakı uzaq şiddətli hadisələrin əks -sədaları qədər kiçilir. Yerimizdən çoxlarıişıq iliqara dəliyin birləşməsindən və ya neytron ulduzunun toqquşmasından, dalğalar boşluğu və içindəki hər şeyi bir diametrinin mində biri qədər sıxaraq uzadırprotonYerdən keçərkən. Bu, metrin milyarddan milyarddan bir hissəsidir. Bu dəyişikliyi görmək üçün həqiqətən çox inkişaf etmiş bir texnologiyaya ehtiyacımız var. Ulduzlar arasında Günəşlə ən yaxın qonşusu arasındakı məsafəni görmək kimidir -Alfa Centauri, 4.3 işıq ili uzaqda -insan saçının qalınlığı.


O idiAlbert Einsteinkim, onun içindəÜmumi nisbi nəzəriyyə1915 -ci ildə ilk dəfə cazibə dalğalarının mövcudluğunu irəli sürdü. Onun cazibə qüvvəsinin dalğalarda hərəkət etməsi ilə bağlı təklifi məntiqli görünürdü: hər növ işıqelektromaqnit spektri, ultrabənövşəyindən radioya görünənə qədər, dalğalarda hərəkət edir. Səs dalğalarda yayılır. Niyə cazibə qüvvəsi eyni şəkildə yayılmamalıdır? Eynşteyn, kosmosdakı son dərəcə şiddətli hadisələrin kosmosa səbəb olacağını hesabladızəng kimi çalmaq. Bu, ulduz və ya planet kimi kütləsi olan hər hansı bir cisim tərəfindən yaranan statik, dəyişməz cazibə sahələri fikrindən fərqli idi.

Ancaq 1915 -ci ildən sonra onilliklər ərzində Eynşteyn özü idiinandırıcı deyilcazibə dalğalarının mövcudluğu haqqında. 1936 -cı ildə həmkarı Nathan Rosen ilə birlikdə bir kitab nəşr etdikağızhüquqluQravitasiya dalğaları varmı?əvvəlcə riyazi bir səhv səbəbiylə bir jurnal tərəfindən rədd edildi.

Müəlliflərin qravitasiya dalğalarının mövcud olmadığı qənaətinə gəlməsinə səbəb olan səhv idi. Eynşteyn səhvi düzəltdikdə, qəzetin nəticəsi tam əksinə oldu! Dəlillər indi onların varlığına işarə etsə də, Einstein inandırıcı qalmadı və cazibə dalğaları mövcud olsa belə, insanların o qədər zəif olacağına inanırdı ki, insanlar onları aşkar etmək üçün texnologiyanı heç vaxt inkişaf etdirə bilməzlər.




Qara saçlı, bığlı və ləyaqətli bir ifadə ilə, kostyumda.

Albert Einstein 1912 -ci ildə. Onun ümumi nisbilik nəzəriyyəsi müasir kosmologiyanın əsasını təşkil edir. Albert Einstein 1915 -ci il Ümumi Nisbilik Teorisində ilk dəfə cazibə dalğalarının mövcudluğunu irəli sürdü.

Qeyd etmək lazımdır ki, Einstein cazibə dalğaları üzərində işləyən tək nəzəriyyəçi deyildi. Digər məşhur elm adamları da əhəmiyyətli töhfələr verdilərRobert Oppenheimer,Roger Penrose,Karl Schwarzschild,Artur Eddington,Kip ThorneRichard Feynman. 1957 -ci ilin yanvar ayında şübhə edənləri yalnız cazibə dalğalarının mövcud olmadığını, həm də enerjini də daşıya biləcəyinə inandıran Feynman idi.Yapışqan muncuq mübahisəsi.

Feynmanın işi, bugünkü cazibə dalğası detektorlarına birbaşa yol açdı.

Ancaq ilk cazibə dalğalarının aşkarlanmasından 50 il keçə bilər. Bunun üçün konsepsiyaların və texnologiyanın hazırlanması bir çox elm adamının onilliklər boyu çəkdiyi zəhmət çəkdi. Nəhayət,LIGO, Lazer İnterferometri Qravitasiya-Dalğalı Rəsədxanada yerləşiriki saytAmerika Birləşmiş Ştatlarında, 2002 -ci ildə müşahidə etməyə başladı. 2002 -ci ildən 2015 -ci ilə qədər LIGO -ya, tarixi ilk təsbitini etmək üçün həssaslıq vermək üçün bir neçə yükseltme aldı.


Təxminən 1,3 milyard işıq ili aralığını birləşdirən iki qara dəliyin ilk aşkarlanması 2015 -ci ilin sentyabrında edildidünyaya elan etdiEynşteynin proqnozlarına uyğun olaraq saniyənin onda biri qədər davam edən siqnalın gerçək olduğunu təsdiqləyən bir neçə aylıq işdən sonra 2016 -cı ilin fevral ayında. İnanılmaz dərəcədə, təsbit gəldikdə LIGO rəsmi müşahidə işinə hələ başlamamışdı: əhatə dairəsini və həssaslığını artırmaq üçün bir sıra son təkmilləşdirmələrdən sonra LIGO mühəndislik testləri üçün işə salınmışdı. Qara dəliyin birləşməsi dedektoru işə saldıqda dərhal aşkar edildi.

Eynşteynin başqa bir əsas proqnozu, cazibə dalğalarının işıq sürətində hərəkət edəcəyi idi. Qravitasiya dalğası siqnalının Hanford, Vaşinqton və Luiziana ştatının Livingston bölgəsindəki təxminən 2000 mil (3000 km) məsafədə yerləşən iki LIGO rəsədxanasına gəldiyi zaman arasındakı fərqi ölçərək, elm adamları Eynşteynin proqnozunun tamamilə doğru olduğunu müəyyən edə bildilər. . Cazibə dalğaları həqiqətən də işıq sürətində yayılır.

LIGO -ya 2018 -ci ildə Avropalılar qoşulubQız detektoruİtaliyada, elm adamlarının cazibə dalğalarının yarandığı göydəki yerini təyin etmək qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. O vaxtdan bəri, LIGO/Qızaşkar etdilərtəxminən 50 qara dəlik birləşməsi, eyni zamanda səkkiz neytron ulduz toqquşması və altı neytron ulduz-qara dəlik toqquşması. Bunlardan bəziləri sözdə 'kara müdaxiləsi' səbəbiylə ola bilər: trafikdən və hətta uzaq okean dalğalarından gələn titrəmələr yalan pozitivlərə səbəb ola bilər.

14 yanvar 2020 -ci ildə LIGO da aşkar etdimənşəyi tamamilə bilinməyən bir hadisəheç bir modelə və ya proqnozlara uyğun gəlməyən, bəlkə də həyəcan verici, indiyə qədər bilinməyən bir kosmik fenomenin varlığına işarə edir.


Tezliklə yaponlarKAGRArəsədxana, qravitasiya dalğalarının aşkarlanmasında Qız və LIGO -ya qoşulacaq. 2030 -cu illərdə Avropa Kosmik Agentliyi işə başlayacaqLİSA, superkütləli qara dəliklərdən və supernova partlayışlarından çıxan aşağı tezlikli cazibə dalğalarının aşkarlanmasını təmin etməli olan kosmos əsaslı cazibə dalğası detektoru. Çində varişə başladıüç cazibə dalğası rəsədxanası quraraq, Yer və kosmos əsaslı cazibə dalğalarının aşkarlanmasında dünya lideri olmaq niyyətindədir.

İndiyə qədər aşkar edilmiş bütün cazibə dalğası hadisələrimükəmməl razıyamEynşteynin proqnozları və hesablamalarından əldə edilən kompüter simulyasiyaları ilə. Eynşteyn səhv etdiyinə, insan zəkasının və ixtiraçılığının həqiqətən də zəfər çaldığı və qeyri -mümkün hesab etdiyi texnologiyanı yaratdığına heyran olardı. Yəqin ki, cazibə dalğalarının mövcudluğunu proqnozlaşdırmaqda öz işinə şübhə etdiyinə görə peşman olardı. Ancaq cazibə dalğalarının aşkarlanmasının eyni zamanda Nisbilik nəzəriyyəsinin təsdiqi olduğuna görə xoşbəxt olardı. Eynşteynin ən böyük zəfərindən şübhələnənlər üçün qaçmağa az yer qalıb.

Qravitasiya dalğalı astronomiya birtamamilə yeni bir elmvə kainatın bir çox sirrini açmağı vəd edən biri. Kainata baxışımızda bir inqilabın getdiyini söyləmək mübaliğə deyil. Gələcəkdə hətta cazibə dalğalarını aşkar etmək mümkün ola bilərBöyük Partlayışın özündənmilyardlarla il ərzində çalınan Yaradılış səsini eşitmək.

Ən son cazibə dalğası hadisələrindən xəbərdar olmaq istəyirsinizsə, İngiltərədəki Birmingham Universitetibu səhifə,LIGO və Qız bürclərinin cari müşahidə işləri zamanı algılama məlumat bazasıdır. Verilənlər bazası, Android/Apple telefonları üçün uyğun mağazalardan yüklənə bilən pulsuz bir tətbiq olaraq da mövcuddur.

Yanlış rəngdə cazibə dalğalarının qanadları olan hər ikisi mərkəzdə daha parlaq olan ikiqat ləkə.

Qravitasiya dalğaları yaradan iki qara dəliyin kompüter simulyasiyası. Şəkil Werner Benger vasitəsilə/Wikimedia Commons.

Nəticə: İlk dəfə 1916 -cı ildə Albert Einstein tərəfindən irəli sürüldü, lakin 2015 -ci ilin sentyabrına qədər birbaşa müşahidə olunmadı, cazibə dalğaları kosmosda dalğalardır.

Daha çox oxuyun və bir video izahçısına baxın: Qravitasiya dalğaları nədir?