9 неща, за които ни трябва откриването на гравитационните вълни

Регистрирането на гравитационни вълни, оповестено на 11 февруари, е важно само по себе си, но това не е краят, а началото на нови хоризонти във физиката.

1

Откритието на гравитационни вълни е пряко доказателство не само за тяхната реалност, но и за съществуването на черни дупки, и за съществуването на двойни черни дупки. Това е доказателство и за геометричния характер на гравитацията, определен от Общата теория на относителността на Айнщайн преди 100 години.

 ^{Max Planck Institute Hanovre}

2

Според учените, това откритие поставя началото на нова гравитационно-вълнова астрономия. Ако древните хора наблюдаваха Вселената само във видимата светлина, а през XX век се появиха радиотелескопите и детекторите на космически лъчи, сега учените имат нов канал, който ще позволи да се узнае за Вселената много повече.

3

Не по-малко ценно е, че гравитационно-вълновата астрономия се превръща в нов изследователски инструмент, с който ще могат да се изследват по-рано недостъпни обекти.

Сега учените получиха нов начин да наблюдават космоса, който ще им позволи да разберат за това, което се случва във Вселената много повече.

А тайните, които крие тя са достатъчно: учените имат представа само за барионната (обикновената) материя, която представлява едва 5% на масата на цялата Вселена. Тепърва ни предстои да разберем от какво се състоят останалите 95%.

4

Това е нов начин за възприемане на Вселената и изучаване на космическите катаклизми. За гравитационни вълни няма препятствия, те без никакъв проблем преминават през всичко във Вселената, носейки информация за вида на процеса, който ги е породил. Например един грандиозен взрив генерира вълни от светлина, неутрино и гравитация. Целта на тази разширена вълнова астрономия е улавяйки тези вълни да ги сравним една с друга и да достигнем до недостъпни по-рано детайли какво се е случило там. 

5

Улавянето на гравитационни вълни с още по-прецизни детектори ще ни позволи да узнаем още за неутронните звезди и ефектите от тяхното сливане, едни от най-интересните обекти и събития във Вселената. 

^{Възможни сценарии на сливане на неутронна звезда с друга неутронна звезда или черна дупка. За всеки сценарий може да се извлече информация с помощта на гравитационна вълна взрив. Илюстрация от статията на Imre Bartos, Patrick Brady, Szabolcs Marka, 2012. How Gravitational-wave Observations Can Shape the Gamma-ray Burst Paradigm}

6

Регистрирането на пик на гравитационни вълни, идващ от свръхнова, и съпоставянето му с оптичните наблюдения ще позволи най-после да се разбере по-детайлно какво става вътре, в самото начало на колапса. Сега физиците са все още се затрудняват с моделирането на процеса.

7

Учените, занимаващи се с теорията на гравитацията, получават възможност за изследване на ефектите на силната гравитация. Досега можеше да се съди само по косвени прояви - чрез оптичното ехо на космическите катастрофи - за това, какво се случва в условията на силна гравитация, деформиращи пространство-времето, когато самите изкривявания започват силно да си взаимодействат със самите себе си.

8

Това е нова възможност да се проверят някои екзотични теории за гравитацията. Някои от тези теории в съвременната физика признават съществуването на гравитационни вълни с нов тип поляризация и прогнозират скорост малко по-различна от скоростта на светлината. Съществуват и теории, които включват допълнителни пространствени измерения. Какво може да се каже за тях, въз основа на гравитационните вълни е отворен въпрос, но е ясно, че каквато и да е информаци ще бъде от полза.

9

Освен това откриването на гравитационните вълни ще позволи да се види реликтовото гравитационно лъчение, което идва от Големия взрив. Това може да даде решаващ принос за проучването на квантовата гравитация - Светия Граал на съвременната физика. Тази област има за цел да помири гравитацията с другите три фундаментални взаимодействия, тоест, да изгради "Теорията на всичко". Тази "Теория за Великото обединение" ще описва всички видове физически взаимодействия в едни и същи термини и уравнения.

Още по темата

12/02/2016

Физика

Пулсът на пространството (аудио, видео)

10/03/2015

Физика

Стандартният модел на елементарните частици

07/03/2015

Физика

Обща теория на относителността