25 юни 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Революция във физиката: Гравитационните вълни съществуват (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 февруари 2016 в 17:38172658
Снимка: ligo.caltech.edu

За първи път учените са наблюдавали вълни в тъканта на пространство-времето, наречени гравитационни вълни, стигнали до нас от катаклизъм в далечната Вселена.

Това потвърждава основното предсказание от 1915 година на Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн и дава възможност на погледнем по нов начин към Вселената и далечния космос.

Това бе съобщено на пресконференция в четвъртък, 11 февруари в Националния пресклуб във Вашингтон. 

Откритите гравитационни вълни са били произведени по време на последната част от секундата от сливането на две черни дупки (29 и 36 пъти масата на Слънцето), събиращи се в една-единствена масивна въртяща се черна дупка, 62 пъти по-масивна от Слънцето. Тaкъв сблъсък на две черни дупки е бил прогнозиран, но никога не е бил наблюдаван досега.

Гравитационните вълни са били открити на 14 септември 2015 г. 09:51 UTC (11:51 бълг. време) от гравитационната обсерватория LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) - от датчиците, разположени в Ливингстън, Луизиана и Ханфорд, Вашингтон, САЩ. Анализирайки на моментите на пристигане на сигнала (детекторът в Ливингстън  записва събитието седем милисекунди преди детектора в Ханфорд), учените предполагат, че източникът се намира в южното полукълбо.

Регистрираният сигнал от гравитационната обсерватория LIGO е с честота 35-250 Hz и с амплитуда на деформацията в метриката на пространство-времето h = 1.0 × 10-21 (Амплитудата h на гравитационната вълна е безразмерна величина - тя представлява относителната промяна на разстоянието).

Откритието е публикувано в списание Physical Review Letters и е направено от колаборацията LIGO и колаборацията Virgo, използвайки данните от двата детектори на LIGO.

Констатацията е със стандартно отклонение 5.1σ, т.е. вероятността за грешка е около 0.00005%.

"Това откритие е началото на една нова ера: вълните на гравитационното поле в астрономията са вече реалност", заяви Габриела Гонсалес, говорител на колаборацията LIGO и професор по физика и астрономия в щатския Университет на Луизиана.

Професор Кип Торн от Калифорнийския технологичен институт и един от основоположниците на LIGO заяви, че досега, астрономите са разглеждали Вселената като на спокойно море. Всичко това обаче се е променило вече.

Симулация на сливането на две черни дупки:

Гравитационните вълни

Гравитационните вълни са вълни в пространство-времето, които възникват когато масивни тела се ускоряват в пространството, например двойка неутронни звезди, бели джуджета или черни дупки обикалящи една около друга.

Алберт Айнщайн пръв прогнозира съществуването на тези вълни през 1916 г. въз основа на своята Обща теория на относителността. Но цял един век все още не бяха наблюдавани пряко.

Поради слабостта на гравитационното взаимодействие тези вълни е трудно да се регистрират, обаче, че въпреки липсата на преки наблюдения, има косвени доказателства за тяхното съществуване. Например, двойният пулсар PSR B1913 + 16,  намалява орбиталния си период, поради загуба на енергия, в следствие на гравитационно излъчване.

Обсерватория LIGO

LIGO е бил предложен като средство за откриване на гравитационни вълни през 1980 г. от Райнер Вайс, професор по физика, от MIT; Кип Торн, Калтек и Ричар. Файнман професор по теоретична физика от Калифорнийския технологичен институт.

LIGO е система от два еднакви детектори прецизно конструирани да откриват невероятно малките колебания от преминаване на гравитационни вълни. Обсерваторията е замислена и построена от  изследователи на Масачузетския и Калифорнийския технологичен институт.

Двата детектора са разположени в Ливингстън, Луизиана и Ханфорд, Вашингтон. Проучването и анализа на данните от детекторите се извършва от международна група от учени.

Принципът на действие на LIGO се основава на явлението интерференция. Полупрозрачно диагонално огледало разделя лазерен лъч на два, единията, например, по очакваното развитие на вълната, а другият - в перпендикулярна посока. Тези лъчи се отразяват стотици пъти на набор от поставени едно срещу друго огледала и след това отново се комбинират с помощта на полупрозрачното огледало. При застъпването им електромагнитните вълни могат да засилят, да намалят или дори напълно да се угасят взаимно в зависимост от фазовата разлика, а тази разлика зависи от дължината на пътя, измината от всеки лъч.

Под въздействието на гравитационните вълни, първо едното рамо на устройство ще стане малко по-късо, а другото - по-дълго, след това - обратно. Наблюденията на интерференцията на лъчите ще позволяват да се забележат малки премествания на огледалата на нищожна част от дължината на лазерната вълна. Откриването на тези промени и ще бъде доказателство за съществуването на гравитационни вълни.

Обсерватория LIGO търсеше безуспешно такива сигнали от 2002 до 2010 година. По-чувствителният Advanced LIGO или aLIGO, започва да събира данни на 18 септември 2015 година. Новият експеримент използва по-силни и по-добри лазерни огледала в двата детектора.

"Детекторите Advanced LIGO са проява на силата на науката и технологиите и станаха възможни благодарение на един наистина изключителен международен екип от техници, инженери и учени", заяви Дейвид Шумейкър на MIT, ръководител на проекта за Advanced LIGO.


Препоръчани материали
Валентин Ласков 08.03 2016 в 17:16 8
+ 0
- 0
Интересно, дали вълните ще се "отразят" в някакъв "бряг" (края на пространството, в което се разпространяват или някаква преграда) и ще се върнат обратно като отразена вълна?
рони 27.02 2016 в 16:05 7
+ 0
- 0
Голям късмет са извадили от ЛИГО, че Земята лежи равнината на въртене на черните дупки. Или просто нещо има грешно.
поп Дръвчо 15.02 2016 в 00:23 6
+ 2
- 0
@Росен

Че при гравитационните вълни трябва да има червено отместване когато идват от потенциална яма сигурно си прав, но то значим принос върху честотата и амплитудата придобива чак на финала на този процес и благодарение на него ние нищо не виждаме по-натам. А растящата честота сме я наблюдавали и по-рано (в двойки пулсари). Без да е гравитационна вълна и без да е толкова близо до финала, разбира се, но честотата си расте съвсем легитимно.

Умни хора са, нямаше да се хванат на толкова проста уловка.
Gravity 13.02 2016 в 10:58 5
+ 0
- 0
@Росен: Дано не си прав. Но пък симулациите и сметките ги правят сравнително отдавна, едва ли са пропуснали нещо.
Росен 12.02 2016 в 09:07 4
+ 9
- 1
Първоначално бях доста въодушевен от обявения резултат. Но после нещо започна да ме смущава. Разгледах внимателно публикуваната спектрограма (в тази статия я няма, но на други сайтове може да бъде видяна). Прави ми впечатление, че честотата на сигнала нараства с времето. На пръв поглед така и трябва да бъде. При сближаването на двете черни дупки, ускорението расте, оттам расте и честотата на излъчването. От друга страна, обаче, тук не се отчита гравитационното червено отместване. То би трябвало да съществува за гравитационните вълни точно, както и за електромагнитните. При доближаването на хоризонта на събитията този ефект трябва да доминира на всичко останало. Тоест в края на импулса би трябвало да има понижение, а не повишение на честотата. Дано да греша в разсъжденията си, защото ако съм прав, това ще бъде поредния срамен гаф на ловците на гравитационни вълни. Лошият късмет ги преследва от 1969 г. с провала на Уебър. В наше време се издъниха тия от BICEP-2. Надявам се този път наистина да са открили нещо. В противен случай олеква цялото изследователско направление.
Огнян 12.02 2016 в 02:07 3
+ 4
- 0
Открити с по-добри инструменти а не с по-добри или други аргументи
Юрий Дерьморукий 12.02 2016 в 00:24 2
+ 1
- 14
Дръвников очевидно обича да разсъждава на глас. Благодарни сме отче за споделените мисли, но не бихме се обидили ако ни ги бе спестил.
поп Дръвчо 11.02 2016 в 23:23 1
+ 15
- 2
Ами честито.

Впечатляващо е съвпадението на възможности на ръба на технологиите с астрономическо събитие което в достатъчна близост до нас се случва веднъж на 100 или повече години. Ако бяхме изтървали случая щяхме да чакаме още много - или да напредне чувствителността на апаратурата, или да благоволят да се слеят други две дупки някъде на сгодно място. И за едното, и за другото прогнозите са доста скептични.
 
Още от : Физика
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.