НОВИНИ


КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВАТ ГРАВИТАЦИОННИТЕ ВЪЛНИ
15.01.2016


Новият уред – Advanced-LIGO, има много по-голям шанс да събере доказателствата, които са необходими за превръщането на гравитационните вълни от теория в нещо реално. Учените, разбира се, са много въодушевени от възможността, но повечето хора извън тези общности не разбират за какво точно иде реч. Какви са тези космически вибрации и защо вдигат толкова шум в научните среди.
 
Какво представляват гравитационните вълни? Гравитационните вълни са колебания в тъкънта на време-пространството. Да, звучи сложно, но всъщност съвсем не е така. Ако прокарате пръст през спокойна вода, ше видите как вълнички се образуват от мястото на потапяне и се разпространяват по повърхността. Според Алберт Айнщайн, същото се случва когато масивни обекти се движат в Космоса. Как може обаче да се образуват вълни в нищото? Общата теория на относителността на Айнщайн описва време-пространството не като празнота, а по-скоро четириизмерна тъкън, която може да бъде разтягана или свивана, когато обект се движи в нея. Според теорията, тези промени и огъвания в тъкънта на пространството са истинската причина за гравитационното привличане. Визуализацията на всичко това е показана много добре в ето това училищно видео. Аналогията с гумена повърхност не е напълно точно представне на време-пространството, но демонстрира радикално различния начин, по който Айнщайн е мислил за Космоса и Вселената. Това, което винаги сме приемали за празнота, всъщност може да е динамична субстанция. Масивно тяло, което се ускорява, би трябвало да предизвика колебания в тази субстанция. Малките гравитационни вълни обаче биха затихнали твърде бързо, за да ги засечем – гравитацията намалява логаритмично на разстоянието. Само изключително масивни обекти – неутронни звезди или черни дупки – могат да породят гравитационни вълни, които да достигнат Земята. Как тогава да ги засечем? Няколко различни екперимента в момента търсят тези вълни. Послените слухове, за които писахме, идват от лабораторията LIGO, която измерва как тези вълни взаймодействат и променят пространството. Ако подобна вълна премине наоколо, тя ще разтегне пространството по една пространствена компонента и ще го свие по друга. LIGO има за цел да засече и измери тези промени с уред, наречен интерферометър. Това устройства разделя единичен лазерен лъч на две части и ги изстрелва перпендикулярно един на друг в пространството. Ако тези лъчи изминат еднакво разстояние и се върнат точно в точката на изстрелване, когато бъдат отразени от огледалата, значи пространството не е огънато. Ако обаче има преминаваща гравитационна вълна, това ще промени пътя, който изминават двата лъча. Единият ще измине по-голям път от другия – тази незначително малка разлика може да бъде отчетена от LIGO. Говорим за разлика в разстоянието от сорта на 1/10000 от размера на ядрото на атом. За да бъде регистрирана подобна разлика, трябва да се филтрира добре всякакъв шум в системата – включително земетресения, трафик на автомобили и каквото още се сетите. Първият уред – LIGO, не намери гравитационни вълни, но Advanced-LIGO би трябвало да има по-добър шанс.
 


Advanced-LIGO ще се съревновава с LISA – голямата интерферометрична космическа антена на Европейската космическа агенция. LISA на практика ще действа като по-голям LIGO в Космоса. Проектът започва първите си тестове през тази година – а ще бъде изстреляна през декември. След тестове на технологията, ще бъде оценено дали тя да бъде използвана в бъдещи LISA мисии.

Лазерите не са единственият начин да бъдат засечени промени в тъкънта на време-пространството. Някои лаборатории следят за внезапни потоци радиовълни, предизвикани от неутронни звезди, наречени пулсари. Тези радиовълни са много точни и пристигат на земята в предварително известно време. Всяко забавяне или избързване може да бъде доказателство за гравитационни вълни по пътя им към Земята.

Какъв е смисълът от подобно откритие?
Гравитационните вълни ще ни дадат още един метод да изследваме Вселената. Например, вълните от Големия взрив ще носят информация, която не можем да достигнем по друг начин, тъй като в първите моменти след раждането на Вселената, тя не е излъчвала и не е била прозрачна. Гравитационните вълни също могат да ни дадат информация за неутронните звезди и черните дупки – масивни обекти, които остават мистерия. Не на последно място, доказаването на съществуването на тези вълни ще даде идея на физиците за фундаменталните закони на нашата Вселена. Това е добре, нали?
 

 
източник: idg.bg

 


 
927510