Tutkijat valmistautuvat ilmoittamaan painovoimaaaltojen olemassaolosta
Amerikkalaiset tutkijat aikovat esittää ensi torstaina todisteita painovoima-aaltojen olemassaolosta, jonka Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria (GR) ennustaa. Nämä aallot löysivät LIGO-observatorion päivitetyt ilmaisimet Arizonan osavaltion yliopiston kosmologin Lawrence Kraussin mikrotietojen perusteella. Kysyimme Lebedevin fyysisen instituutin astrologisen keskuksen johtavan tutkijan Pavel IVANOVilta, joka selvitti MK: n lukijoille painovoima-aaltojen merkityksen.
Joten mistä kaikki alkoi? Jos globaalissa mielessä, niin tietysti Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kanssa, joka ennusti, että muuttuneella kiihtyvyydellä lentävä kosminen ruumiin aiheuttaa häiriöitä avaruus-ajasta - gravitaatioaallon. Epäsuorasti sen olemassaolo on jo todistettu binaaritähteiden läheisten järjestelmien lähentymisen seurauksena - ne menettivät energian painovoima-aaltojen säteilylle. Mutta viime aikoihin asti aaltoja ei ollut mahdollista rekisteröidä itse niiden pienen voimakkuuden vuoksi.
Ja nyt on todisteita siitä, että LIGO-ilmaisin, tähän mennessä herkin laite, joka on erityisesti luotu painovoima-aaltojen kiinnittämiseen, onnistui. Hän tallensi avaruusvääristymiä havaittuaan kahden massiivisen mustan reikän sulamisen, joiden massa oli 29 ja 36 aurinkoa. Sulautumisen jälkeen esineen massa oli 62 aurinkomassaa.
Kuva: ru.wikipedia.org
Nämä tiedot eivät itse asiassa vuota LIGOsta. Tammikuun puolivälissä Arizonan yliopiston teoreetikko Lawrence Krauss kertoi sensaatiosta Twitterissä. Mutta tiedeyhteisö alkoi puhua vakavasti painovoima-aaltojen löytämisestä vasta sen jälkeen, kun teoreettinen fyysikko Clifforth Burjess ja Science-lehden verkkosivusto ilmoittivat tulevasta konferenssista 11. helmikuuta.
Joten mitä odotamme avaamisesta? Kysyn Ivanovilta
Mainosvideo:
- Todiste painovoimaaaltojen olemassaolosta avaa uuden ikkunan maailmankaikkeudelle ihmiskunnalle. Saamme lisätyökalun sen tutkimiseksi kaikilla jo olemassa olevilla sähkömagneettisilla aalloilla: radioaalloista gammasäteilyyn. Jos rekisteröimme luotettavasti gravitaatioaallot, voimme oppia paljon mustista reikistä, neutronitähdistä, kuinka ne sulautuvat yhteen, miten ne kehittyvät ja niin edelleen. No, tietenkin itse maailmankaikkeudesta …
Minkä jälkeen gravitaatioaaltojen etsintä alkoi?
”Tiedämme, että monet kehot, jotka menettävät energiaa, lähettävät painovoima-aaltoja. Löydettiin kaksinkertainen pulsaari, toisin sanoen kaksi toisistaan kiertävää neutronitähteä. Kun mittasimme pulsarin kiertorataa, huomasimme, että se pienenee tarkasti painovoima-aaltojen säteilyn takia. Vain tästä pulsarista, säteilyvaikutuksen löytämiseksi, tutkijoille annettiin Nobel-palkinto!
Miksi gravitaatioaallon havaitseminen on niin vaikeaa?
- Se on erittäin heikko: ohitettuaan se aiheuttaa tarkkailuvälineen pituuden muutoksen 10 - 23 kertaa! Tutkijat tarvitsivat valtavia varoja ja ponnistuksia oppiakseen mittaamaan tällaisia heikkoja signaaleja. Ja emme vielä sano, että ne löydettiin … Maailmassa on useita kokeellisia asennuksia, joiden avulla asiantuntijat haluavat kiinni siirtymän. Yksi niistä on LIGO, laserkilometrinen interferometri.
Joten voit gravitaatioaaltojen avulla tutkia paremmin mustien reikien dynamiikkaa. Mitä eroa on sähkömagneettisilla aaltoilla?
- Sähkömagneettisen säteilyn avulla tutkimus on vaikeampaa - epävarmuustekijöitä on paljon, on aina otettava huomioon kaasun dynamiikka …
Jos gravitaatioaaltojen olemassaolo todistetaan, kuka on tärkein kilpailija Nobel-palkinnolle?
- Jos palkinto jaetaan, niin todennäköisesti ei teoreetikoille, vaan niille, jotka käsittelevät soittimia. Vaikka tutkijamme antoivat myös suuren panoksen gravitaatioaaltojen teoriaan. Neuvostoliiton aikana sellainen henkilö oli tietysti Yakov Zeldovich ja hänen koulunsa edustajat, nyt suuntaa johtaa Venäjän tiedeakatemian vastaava jäsen Vladimir Braginsky. Ulkomaisista kollegoistaan hän tekee yhteistyötä tässä asiassa Kip Thornin kanssa.
Onko Kip Thorne konsultti Interstellar-elokuvassa, joka esittelee madonreikiä - aika-avaruus tunneleita erittäin suositusti?
- Ymmärrän vihjeesi. Mutta ei, madonrei'illä on täysin erilainen tila, sekä teoreettisia että havainnollisia. Nämä ovat paljon fantastisempia asioita kuin painovoima-aallot, joiden olemassaolosta emme epäile.
Mutta kuten elokuvasta ymmärsimme, madonreiät (tai "madonreiät") johtuvat juuri gravitaatioaalloista …
Ei, nämä aallot eivät voi koskaan muodostaa madonreikää. Nykyisen teorian puitteissa niitä ei voida lainkaan tehdä, niiden on oltava olemassa alun perin, maailmankaikkeuden laajenemisen alusta lähtien. Ja tukeaksesi niitä, jotta ne eivät romahdu, tarvitset ainetta, jolla on epätavallisia ominaisuuksia ja jolla on negatiivinen energiatiheys. Matoreiät ovat yleensä hypoteettinen kohde, teoria ei kiellä niitä, mutta toistaiseksi ei ole ymmärrystä siitä, mistä niiden tulisi koostua.
Natalia Vedeneeva