Ki sa ki se yon vag gravitasyonèl?

se dat la ofisyèl nan ouvèti (deteksyon) nan vag gravitasyonèl konsidere yo dwe 11 fevriye, 2016. Li se Lè sa a, ki te fèt nan Washington sou konferans pou la près, lidè yo nan kolaborasyon LIGO, li te anonse ke ekip la nan chèchè nan plas la pou premye fwa nan istwa a nan limanite yo ranje sa a fenomèn.

pwofesi yo nan gwo Einstein a

Lefèt ke vag gravitasyonèl egziste, menm nan kòmansman an nan dènye syèk lan (1916) sijere Albert Einstein formul nan kad Jeneral Relativity (GR). Yon moun kapab sèlman sezi nan kapasite yo enjenyeu nan fizisyen a pi popilè, ki moun ki te kapab fè tankou byen lwen-rive konklizyon avèk yon minimòm de done vrè. Pami anpil lòt fenomèn fizik yo prevwa ki te jwenn konfimasyon nan syèk kap vini an (ralanti desann pasaj la nan tan, chanjman nan radyasyon elektwomayetik nan yon direksyon ki nan jaden gravitasyonèl, elatriye) Prèske detekte prezans nan sa a ki kalite entèraksyon vag nan kò, jiska dènyèman li pa te posib.

Gravite - yon ilizyon?

Anjeneral, nan limyè a nan teyori a nan relativite gravite diman yon fòs. Sa a se yon konsekans nan enkyetid an oswa soutni yon koub Continuum nan espas tan. Ou ka jwenn yon bon egzanp ilistre postila sa a dwe lonje moso twal. Anba pwa a mete sou yon sifas ki nan yon objè esansyèl se fòme yon rekreyasyon. Lòt objè an mouvman tou pre sa a anomali pral chanje trajectoire la nan mouvman yo, kòm li te "atire". Apre sa, pi gwo a pwa a nan objè a (ankò dyamèt e deviation pwofondè), pi gwo "fòs la nan atraksyon." Lè l ap deplase sou twal la, ou ka gade Aparisyon nan "rid" divergent.

Yon bagay ki sanble k ap pase nan espas ki la nan lemonn. Nenpòt rapidman k ap deplase pwoblèm solid se yon sous la nan fluctuations nan dansite la nan espas ak tan. Yon vag gravitasyonèl ak yon anplitid enpòtan, ki te fòme kò ak mas trè gwo oswa lè w ap kondwi ak akselerasyon gwo.

espesifikasyon fizik

Fluctuations nan metrik nan espas nan tan manifeste tèt yo kòm chanjman ki fèt nan jaden an gravitasyonèl. se Fenomèn sa a yo te rele tou rid espas-tan. Gravitasyonèl vag afekte kò a, epi objè rankontre, peze ak etann yo. kantite lajan Strain yo piti anpil - nan lòd la nan 10 ^-21 nan gwosè orijinal la. Difikilte pou an antye nan deteksyon nan fenomèn sa a se ke chèchè yo te gen pou aprann kijan pou mezire epi ekri chanjman sa yo lè l sèvi avèk ekipman an ki apwopriye yo. Pouvwa a nan radyasyon gravitasyonèl se tou ba anpil - pou sistèm nan tout solè, li se yon kilowat kèk.

Vitès la pwopagasyon nan vag yo gravitasyonèl yon ti kras depann sou pwopriyete yo nan mwayen an ap fè. anplitid nan ochilasyon ak distans soti nan sous la diminye piti piti men pa janm rive nan zewo. frekans nan manti nan yon seri soti nan plizyè dè dizèn a de santèn Hertz. Vitès la nan vag gravitasyonèl nan medyòm a entèstelè apwòch vitès la nan limyè.

Indirect prèv

Pou la pwemye fwa yon konfimasyon teyorik nan egzistans la nan vag gravitasyonèl jere jwenn astwonòm Ameriken an Jozèf Taylor ak Russell HULSE asistan l 'nan 1974. Etidye Linivè a atravè teleskòp obsèrvatwar Arecibo (Puerto Rico), chèchè dekouvri pulsar nan lakay.pst B1913 + 16 reprezante yon sistèm binè nan zetwal netwon ki Thorne toutotou yon sant komen nan mas nan yon vitès konstan angilè (ra ka). Chak peryòd tretman ane se 3.75 èdtan okòmansman, redwi a 70 ms. Sa a valè se ki konsistan avèk konklizyon yo nan ekwasyon yo GTR ki predi ogmantasyon nan vitès nan wotasyon nan sistèm sa yo akòz konsomasyon nan enèji pou moun k'ap viv koulye a nan vag gravitasyonèl. Apre sa plis pulsar doub ak nen blan ak yon konpòtman ki sanble te jwenn. Radyo astwonomi D. Taylor ak R. HULSE Prize la Nobèl nan Fizik pou dekouvèt la nan posibilite nouvo nan etidye jaden yo gravitasyonèl te bay an 1993.

Vòlè gravitasyonèl vag

Deklarasyon an premye nan detekte vag gravitasyonèl te resevwa nan men University of Maryland syantis la Dzhozefa Vebera (USA) nan 1969. Pou rezon sa a li te itilize de antèn yo gravitasyonèl nan konsepsyon pwòp yo, separe pa yon distans de kilomèt. detektè a sonan te yon moso bon Vibration-izole silenn-pye nan aliminyòm, te ekipe ak capteurs piezoelectric sansib. anplitid la nan swadizan fiks fluctuations Weber nan pwouve yo dwe plis pase yon milyon fwa pi wo pase espere. Tantativ pa lòt chèchè lè l sèvi avèk ekipman menm jan ak repete "siksè nan" nan Ameriken fizisyen rezilta yo pozitif pa gen sede. Apre yon kèk ane nan travay Weber nan zòn sa a yo te rekonèt foche, men li bay UN nan devlopman nan "boom gravitasyonèl" pou rele nan zòn sa a nan etid de ekspè nan anpil moun. By wout la, Dzhozef Veber jouk li mouri te asire w ke ou pran vag gravitasyonèl.

Amelyore ekipman an resepsyon

Nan syantis la 70s Bill Feyrbank (USA) te devlope yon konsepsyon de antèn gravitasyonèl onn, e ki refwadi pa elyòm likid, ak itilize a nan kalmar - mayetomètr sansasyonèl. Ki deja egziste nan moman an teknoloji a pa pèmèt yo wè envanteur a nan pwodwi ou, reyalize nan "metal la".

Dapre prensip sa a se te fè Auriga detektè a gravitasyonèl nan lenyarskoy Nasyonal laboratwa (Padova, Itali). Estrikti a baz nan aliminyòm-mayezyòm silenn ak yon longè 3 mèt ak yon dyamèt ki 0.6 m. Se Pwa a inite reseptè a 2.3 tòn sispann nan yon izole, e ki refwadi tou pre absoli chanm zewo vakyòm. Pou determinasyon ak souke detekte rèsonator nan kilogram oksilyè ak yon sistèm mezi ki baze sou òdinatè. sansiblite a deklare nan ekipman la 10 ^-20.

entèrferomètr

Baz la nan fonksyone nan detektè yo radyoentèrferometrik vag gravitasyonèl enkòpore prensip yo menm ke yo te itilize nan entèrferomètr la Michelson. Emèt pa sous la nan gwo bout bwa a lazè se divize an de sous dlo. Apre refleksyon miltip ak vwayaje sou zepòl aparèy ap koule yo yo mennen l 'ansanm ankò, epi li se final imaj la jij entèferans afekte si kou a nan demidwat yo ki nenpòt ki twoub (egzanp, gravitasyonèl vag). se ekipman sa yo ki te kreye nan anpil peyi:

• GEO 600 (anove, Almay). Longè a nan tinèl la vakyòm 600 mèt.
• TAMA (Japon) ak zepòl nan 300 m.
• Virgo (Piz, Itali) - yon jwenti pwojè Franko-Italyen, te lanse nan 2007 ak yon twa-kilomèt Tinèl lontan.
• LIGO (nan Etazini, Pacific Coast), ki mennen lachas a pou vag gravitasyonèl an 2002.

Dènye vo konsidere nan plis detay.

LIGO avanse

Pwojè a te inisye pa syantis nan Enstiti nan Massachusetts ak California nan Teknoloji. Gen ladan de obsèrvatwar separe pa 3 mil. Km, Louisiana ak Washington (vil nan Livingston ak HANFORD) ki gen twa entèrferomètr idantik. Longè a nan tinèl la vakyòm pèpandikilè se 4 mil. Mèt. Sa a se pi gwo a nan dat ki deja egziste estrikti menm jan an. Jiska 2011, anpil tantativ yo detekte vag gravitasyonèl pa gen sede okenn rezilta. Yon amelyore sibstansyèl (Avanse LIGO) te ogmante sansiblite a nan ekipman an nan seri 300-500 Hz nan plis pase senk fwa, ak nan rejyon an ki ba-frekans (jiska 60 Hz) se prèske yon lòd nan grandè, rive nan yon valè tankou te sitèlman anvi 10 ^-21. Pwojè a mete ajou kòmanse nan mwa septanm nan 2015, ak efò yo nan plis pase yon mil anplwaye nan kolaborasyon a te rekonpans ak rezilta yo.

vag gravitasyonèl yo jwenn

Septanm 14, 2015 avanse LIGO detektè nan 7 ms.Souvni entèval anrejistre desann vin jwenn vag gravitasyonèl planèt nou an nan soti nan evènman yo pi gwo ki te fèt sou bordur yo nan linivè a obsève - yon fizyon nan de twou gwo nwa ak mas nan 29 ak 36 fwa pi plis pase mas la solè. Pandan jijman an, ki te pran plas sou 1.3 Ga de sa, nan yon kesyon de segonn nan radyasyon vag gravitasyonèl li te pase sou twa mas solè nan matyè. Premye frekans fiks vag gravitasyonèl nan 35 Hz, ak valè a pik maksimòm nan nivo a rive nan 250 Hz.

Rezilta yo jwenn yo te repete sibi tès konplè, detaye epi tretman, ak anpil atansyon koupe entèpretasyon altènatif nan done yo. Finalman, sou Fevriye 11 ane pase a sou deteksyon an dirèk nan fenomèn nan prevwa pa Einstein, li te anonse nan kominote a nan lemonn.

Reyalite ilistrasyon yon travay Titanic nan chèchè: anplitid la nan bra a ochilasyon nan gwosè a se 10 ^-19 M - sa a valè kòm anpil fwa pi piti pase dyamèt la nan yon atòm, konbyen lajan li te gen mwens zoranj.

kandida pwochen

dekouvèt sa a yon lòt fwa ankò konfime ke teyori a jeneral nan relativite - se pa sèlman yon seri fòmil abstrè, ak yon konplètman nouvo gade nan sans nan vag gravitasyonèl ak gravite kòm yon antye.

Nan syans pi lwen, syantis gen espere ke segondè sou pwojè a ELSA: kreyasyon an nan yon entèrferomètr jeyan defilman ak zepòl sou 5 milyon km, ki kapab detekte menm perturbation minè nan jaden gravitasyonèl. Revitalizasyon nan travay la nan yon direksyon sa a se kapab di anpil bagay sou etap debaz yo nan devlopman nan linivè a, pwosesis yo, obsèvasyon ke nan Gwoup Mizik tradisyonèl se difisil oswa enposib. Pa gen okenn dout twou ki nwa, vag gravitasyonèl, ki pral fiks nan tan kap vini an, anpil pale sou lanati.

Pou etid la nan jan radyasyon gravitasyonèl, kapab pale sou moman yo an premye nan mond nou an apre Bang a Big, yo pral mande pou enstriman mizik espas plis sansib. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Pwojè sa a egziste (Big Bang Obsèvatè), men aplikasyon li, asirans yo nan ekspè yo, li se posib pa pi bonè pase ane 30-40.