Detectarea undelor gravitaționale nu a pretinde în zadar să fie cele mai mari realizări științifice ale secolului XXI: în plus față de confirmarea uneia dintre teoriile științifice fundamentale, probabil va fi nașterea unei noi ramuri a științei - astronomia gravitațională.
Undele gravitaționale: de unde provin?
Aproape toți cei care a fost interesat de întrebarea făcută de oamenii de știință de interferometric cu laser gravitaționale undei Observatory (LIGO) de deschidere, știu că „a confirmat presupunerile lui Einstein.“ Să ne dăm seama ce au fost acestea pentru ipotezele și exact cum au permis experimentele LIGO să le confirme.
Esența teoriei gravitaționale a lui Einstein, numită și teoria relativității generale, a fost că efectele gravitaționale se datorează denaturării spațiului-timp sub acțiunea unei mase gravitaționale.
Această idee poate fi explicată dacă ne imaginăm spațiul nostru patru dimensiuni (trei dimensiuni spațiale plus timp), sub forma unei grile elastice bidimensionale întinse - ceva asemănător unei trambuline. În starea normală, această "grilă" este întinsă uniform, iar dacă luăm orice nod al acestei "grilei", firele de ieșire ale rețelei vor avea o distanță egală cu celelalte noduri.
Dar dacă punem un obiect greu pe rețea, atunci se deformează sub greutatea sa. Ca urmare, structura "rețelei" este distorsionată: filamentele se vor întinde, iar în apropierea obiectului masiv vor deveni mai lungi decât la o distanță de acesta.
Distorsiunea "grilei" spațiului-timp sub influența câmpului gravitațional al Pământului
În același mod, conform teoriei lui Einstein, ea afectează spațiul-timp și masa gravitată în patru dimensiuni. Ie de fapt, efectul gravitațional se datorează nu interacțiunii corpurilor între ele, ci influenței lor reciproce asupra structurii spațiului înconjurător.
Cu alte cuvinte, Einstein a crezut că a aruncat un anumit unghi de o minge de tenis pe teren este, de fapt zboară într-o linie dreaptă, și a observat traiectoria (parabolică) este cauzată de faptul că am observat spațiu este curbată de câmpul gravitațional al Pământului.
Curbură a traiectoriilor într-un câmp gravitațional la distanțe diferite de un obiect masiv
Dar acesta este un caz staționar. Și acum imaginați-vă că masiv (de exemplu, având o mulțime de) organismul nu se află pe grila în repaus și se deplasează cu accelerație - cum ar fi atunci când o persoană care sare de pe o trambulină, sau ca atunci când o minge de tenis lovește net racheta. După cum știm, în acest caz apare o perturbație care se propagă de-a lungul grilajului de la punctul de contact la margini. Oricine a jucat vreodată tenis știe că, după ce a lovit racheta câteva momente vibreze - acesta este rezultatul răspândirii acestei tulburări, care a venit pe grila la materialul racheta si apoi a fost trecut pe mânerul său.
Ceva similar, Einstein a propus, trebuie respectate în structura spațiu-timp, prin care se deplasează cu accelerație având o anumită greutate corporală: Trebuie de asemenea provoca perturbări ale spațiu-timp, un fel de „ripple“ distorsiune spatio-temporala metric. Procesul de propagare a acestor tulburări - și există valul pe care cercetatorii au decis să găsească LIGO.
Mai multe pe tema: Logica cercetării științifice și neștiințifice
Acul într-o fân
Cu toate acestea, este mai ușor de zis decât de făcut. Undele gravitaționale și distorsiunile spațiului-timp cauzate de ele sunt prea slabe pentru ca acestea să fie fixate pur și simplu pe Pământ. Necesare sunt procese cu adevărat cosmice, cu corpuri de masă mare, care se mișcă cu o accelerație considerabilă.
Și acest proces este găsit: ea a fost ciocnirea a două găuri negre, fiecare cântărind aproximativ 30 de ori mai mare decât masa Soarelui nostru. Faptul este că, înainte de ciocnire, aceste găuri negre au început să se rotească unul față de celălalt într-o spirală treptat îngustă. Rotația este unul dintre cazurile de mișcare cu accelerație, ceea ce înseamnă că aceste găuri negre trebuie să emită unde gravitaționale. Deoarece convergența găurilor negre, raza de rotație se va reduce accelerația - pentru a crește, și emite unde gravitaționale ar trebui să fie suficient de puternic pentru a le, în teorie, poate fi blocat cu ajutorul unor instrumente ultra-sensibile de pe Pământ.
Trap pentru un val gravitațional
Distorsiunile spațiului-timp care apar ca urmare a trecerii unui val gravitațional au fost determinate utilizând instrumente numite interferometre. Aceste dispozitive au fost cunoscute de foarte mult timp și sunt utilizate în mod activ atât în fizică experimentală, cât și în industrie - în primul rând pentru o schimbare precisă a distanțelor.
După cum sugerează și numele, interferometrul folosește principiul interferenței luminii în lucrarea sa. Acest fenomen este studiat la școală, dar doar în caz, permiteți-mi să vă reamintesc că interferența este interacțiunea a două fascicule de lumină care, în funcție de condiții, conduc la slăbirea sau amplificarea lor. În practică, vorbim despre două părți ale aceluiași fascicul, separate de un sistem de dispozitive. Aceste două părți ale fasciculului sunt direcționate de-a lungul unor traiectorii diferite (căi optice) și apoi sunt reduse împreună și direcționate către un singur ecran. Ca rezultat, așa-numitul. modelul de interferență este un sistem de benzi alternante întunecate și luminoase, care depinde de raportul căilor optice traversate. Chiar și o ușoară modificare a lungimii căii optice traversată de una dintre grinzi va da măsurarea observată a modelului de interferență. Din acest motiv, chiar și o schimbare nesemnificativă în dimensiunile geometrice ale corpurilor poate fi detectată cu ajutorul unui interferometru.
Unde este valul gravitațional, cititorul va întreba? Iar faptul că schimbarea metricei spațiului-timp cauzată de undele gravitaționale ar trebui să justifice, așa cum am spus mai sus, schimbarea dimensiunilor liniare ale corpurilor! A fost cu ajutorul unui interferometru pe care au planificat să le detecteze.
Aplatizarea Pământului sub influența undelor gravitaționale (pentru demonstrație, amploarea efectului este mult sporită, în realitate efectul valului gravitațional este mult mai slab)
În acest scop, în Statele Unite au fost construite două interferometre unice: una în Livingston (Louisiana) și cealaltă în Henford (Washington). Fiecare dintre interferometrele, separate de mai mult de 3000 de kilometri, trebuia să efectueze măsurători independente, care trebuia apoi să fie comparate între ele. Interferometrele propriu-zise erau de asemenea construcții foarte neobișnuite: înainte de combinarea pe ecran, două fascicule trebuiau să treacă cu 4 kilometri fiecare!
Interferometrul din Henford. Sunt vizibile "umerii" prin care se propagă undele luminoase
Să încercăm să înțelegem ce a provocat o astfel de bucurie furtunoasă a oamenilor de știință, mulți dintre ei numind deja această descoperire cea mai semnificativă realizare științifică a secolului XXI?
Einstein avea dreptate cu privire la gravitate. Experimentul LIGO a confirmat existența undelor gravitaționale prognozate de el, ceea ce indică validitatea ipotezei sale în principiu. Se pare că gravitatea "funcționează" exact așa cum a gândit Einstein și acesta este un pas important în înțelegerea celei mai misterioase dintre cele patru tipuri cunoscute de interacțiuni care există în natură. Aceasta este semnificația cheie a acestui experiment din punctul de vedere al fizicii fundamentale și este aproape imposibil să-i supraestimez importanța.
Cu toate acestea, experimentele LIGO sunt valoroase nu numai din punctul de vedere al unei teorii pure. Existența undelor gravitaționale, precum și găsirea unui mod de a „captura“ lor ar putea fi începutul unei noi ere în explorarea spațială: epoca de „astronomie cuantice“, ceea ce va permite de a studia fenomenele care sunt astronomia inaccesibile, să nu mai vorbim de clasic „optic“ Astronomia a fost mult timp „uporsheysya“ în limita capacităților lor.
Undele gravitaționale nu sunt protejate de alte obiecte (de exemplu, nebuloase de praf și altele asemenea) și, prin urmare, pot transmite informații despre multe evenimente cosmice importante pe Pământ. Printre altele, studiul undelor gravitaționale poate oferi răspunsuri la întrebarea privind viteza de expansiune a universului, verifică teoriile existente despre fizica găurilor negre, etapele timpurii și ulterioare ale evoluției stelelor și altele asemenea. Să nu mai vorbim de importanța pe care aceste observații o pot avea pentru a lucra la teoria gravitației - unul dintre cei mai tulburători teoreticieni moderni ai "petelor albe" ale cunoașterii.
Desigur, pentru dezvoltarea astronomiei gravitaționale ca o nouă ramură a cunoașterii va necesita o îmbunătățire serioasă în mijloacele de observație: cel mai probabil, în viitor, vom vedea dispozitivul, în comparație cu care LIGO de instalare par aceeași, primul telescop imperfect și insensibil Galileo, comparativ cu dispozitivele moderne de monitorizare cerul înstelat. Acest lucru va necesita costuri enorme și de muncă serioasă dintre cei mai buni ingineri și oameni de știință care, în alte circumstanțe, ar fi putut fi considerată excesivă. Dar acum știm că există valuri de gravitație, că ele pot fi "prinse" și că aceste costuri se vor dovedi în cele din urmă justificate.
Pisici pentru comunism
Ideea devine o forță materială atunci când prind pisica.
- O sută de feluri de cârnați. - Furiș!
În comentariile liberalilor, există întotdeauna oameni care scriu: "Vă mulțumesc că sunteți." Nimeni nu scrie la mine sau la alți lideri ai mișcării comuniste: "Vă mulțumesc că ați fost!"
"Modul dialectic de cunoaștere a adevărului, de la contemplarea vie a gândirii abstracte și de la practicarea ei" (VI Lenin)
Sesiunea de a numi spectrul comunismului.
Poziția în Ucraina? Nici pace, nici război, ci dezmembrarea armatei.
Comunismul este o forță sovietică, plus o tehnică pentru mângâierea sigiliilor.
În finlandeză, punikki înseamnă numele disprețuitor "roșu". Și încă mai numim pisici roșii.
"Reflectând asupra perspectivelor capitalismului".
Spionul inamic a fost calculat ca singura persoană care nu a dormit la întâlnirea de partid.
Fericita pisică Philotheus-Stolpnik. Sf.
„În așteptare“. Vineri pisică.
Animalele diferă de oameni în absența mecanismului și a sadismului. (Wilhelm Reich)
dar întotdeauna există cineva care nu se uită într-un castron, ci pe cer.
Pisici singulare singulare chthonic arhetipale.
Nici grec, nici evreu.