Sinulla on ollut tarpeeksi aikaa ajatella LIGO-painovoima-aaltojen löytämistä, ymmärtää mikä se on ja tehdä mielenkiintoisia johtopäätöksiä itsellesi. Tämän löydön merkitys järkytti maailmaa, joten olet kiinnostunut oppimaan sen vähemmän tunnetuista puolista. Esimerkiksi…
Painovoimien ei pitäisi olla hyödyllisiä
Tämä on yleinen kysymys, joka syntyy uuden tieteellisen löydöksen yhteydessä: voivatko gravitaatioaallot olla siellä? Voitko uida niiden päällä? Voitteko yleensä tehdä mitään hyödyllistä heidän kanssaan? Rakenna esimerkiksi anti-painovoiman kone. Tai loimi. Kaikki nämä ideat ovat omalla tavallaan upeita, mutta ne eivät kuvaa pääkohtaa. Emme tutki gravitaatioaaltoja tehdäksesi mitään. Tutkimme gravitaatioaaltoja, koska haluamme ymmärtää gravitaatioaaltoja.
Richard Feynman sanoi sen hyvin:
"Fysiikka on kuin seksi: tietysti se voi antaa käytännön tuloksia, mutta emme siksi tee sitä."
On selvää, että on vaikea ennustaa sellaisten uusien tekniikoiden syntymistä, jotka voisivat maksaa veronsa tästä löydöksestä. Otetaan esimerkiksi laser. Kun se perustettiin vuonna 1960, monet ajattelivat, että sillä ei olisi käytännön hyötyä. Tietenkin he olivat väärässä. Lasereita on kaikkialla tänään.
Mainosvideo:
LIGO-tunnistus ei todista gravitaatioaaltojen olemassaoloa
Mutta aloitetaan "todistuksen" olemuksesta. Tiede ei koskaan todista jonkun totuutta - se ei yksinkertaisesti voi tehdä sitä. Tiede rakentaa malleja. Jos nämä mallit vastaavat todellisia tietoja, hieno - mutta se ei vahvista mallia. Toisaalta, jos löydät tietoja, jotka ovat ristiriidassa mallisi kanssa, se voi tarkoittaa, että malli on virheellinen. Joten sanaa "todiste" ei tarvitse käyttää.
Kauemmas. LIGO ei ole osoittanut gravitaatioaaltojen olemassaoloa. Mutta tämä projekti oli ensimmäinen, joka keräsi todisteita gravitaatioaaltomallin tukemiseksi. Onko se parempi? Ei. Ongelma on edelleen. Palataan takaisin menneisyyteen. Vuonna 1993 Russell Hulse ja Joseph Taylor, Jr., saivat Nobelin fysiikkapalkinnon löydöstään binäärisen pulsarin, jolla on vaihteleva kiertoratajakso. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan näiden pulssien tulisi lähettää gravitaatioaaltoja ja vähentää kiertoratajaksoa, kuten Hulse ja Taylor tarkasti havaitsivat. Voimme sanoa, että he saivat ensimmäiset vakuuttavat todisteet gravitaatioaaltojen olemassaolosta.
Mutta eikö LIGO havainnut aaltoja sen sijaan, että vain etsisi todisteita niiden olemassaolosta? Voit sanoa niin, mutta kaikki riippuu siitä, mitä pidetään "suorana mittauksena". Kukaan ei nähnyt painovoimaa. LIGO seurasi peilien liikkumista, aseistettuna gravitaatioaaltojen käsitteellä. Älä ymmärrä minua väärin, löytö on todella vakava.
LIGO ei olisi havainnut tätä signaalia ilman Advanced LIGO -ohjelmaa
Advanced LIGO on lisännyt ilmaisimien herkkyyttä. Koska painovoiman aallon signaalin voimakkuus heikkenee kuljetun matkan myötä, herkempi ilmaisin antaa sinun "nähdä" maailmankaikkeutta edelleen. Paljon pidemmälle.
Ilman Advanced LIGO: ta tarvitaan gravitaatiotapahtuma (kuten neutronitähtien törmäys) paljon lähempänä maata. Jos nämä tapahtumat ovat harvinaisia, se kestää kauan. LIGO lisää katseluetäisyyttä lisäämällä mahdollisuuksia havaita tulevat tapahtumat.
LIGOon on investoitu paljon
Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö on investoinut gravitaatioaaltojen etsimiseen 1970-luvulta lähtien. Siitä lähtien se on investoinut noin 1,1 miljardia dollaria. Se on paljon rahaa, jaettuna melko pitkälle ajalle. Tietenkin kaikki haluavat antaa takaisin aikaisin, mutta se ei aina toimi tällä tavalla. Tiede tietää, kuinka odottaa, kestää, ei nähdä edistymistä pitkään aikaan (vaikka edistystä onkin). Onko tämän projektin arvo miljardi dollaria? Ehdottomasti. Vuonna 2015 Yhdysvaltain armeija käytti kuitenkin 600 miljardia dollaria, joten tätä taustaa vasten LIGOon sijoittaminen näyttää olevan hölynpölyä.
Gravitaatioaaltotunnistinta on tarkoitus lähettää avaruuteen
Tarkalleen. Avaruudessa oleva ilmaisin ei sisällä ärsyttävää melua maassa. Ja siellä on myös tyhjiö. Avaruuden painovoiman observatorio on myös melko suuri, koska peilit on sijoitettava eri paikkoihin. Tähän liittyy paljon teknisiä vaikeuksia, mutta yritämme.
Tämä on eLISA-ohjelman tavoite. Ohjelma käynnisti kaksi LISA Pathfinder -testimassaa. Tämä tehtävä testaa kuinka tarkasti nämä kaksi massaa voidaan sijoittaa - välttämätön askel kohti avaruuden painovoiman observatorion rakentamista.
Matalataajuiset gravitaatioaallot voidaan mitata radioteleskoopilla
Pulsarit ovat kuin maailmankaikkeuden kello. Pulsarin ajoitus (ajoitus) mitataan radioteleskoopeilla (joissa käytetään radioaaltoja näkyvän valon sijasta). Kuinka niitä voitaisiin käyttää gravitaatioaaltojen ilmaisimina? Katsokaa esimerkiksi pulsarisignaaleja eri paikoissa. Kun matalataajuinen painovoima kulkee pulssien läpi, heidän oma ajoitus muuttuu. Pulsarien ajan ja sijainnin muutosten perusteella voit luoda olennaisesti jättimäisen version LIGOsta avaruudessa (suurin). Näitä kutsutaan pulsarin aikaruudukkoryhmiksi, ja ne ovat täysin todellisia.
Ehkä LIGO on iloinen voidessaan kertoa gravitaatioaallon löytämisestä ennen kuin radioteleskoopit tekivät.