Den fria ytan på en vätska i jämvikt i ett gravitationsfält är platt. Om, under påverkan av någon yttre påverkan, ytan av en vätska på något ställe avlägsnas från dess jämviktsläge, så sker rörelse i vätskan. Denna rörelse kommer att fortplanta sig längs hela vätskans yta i form av vågor, kallade gravitationsvågor, eftersom de orsakas av gravitationsfältets inverkan. Gravitationsvågor förekommer huvudsakligen på vätskans yta, och fångar dess inre lager ju mindre desto djupare dessa lager är placerade.
Vi kommer här att betrakta gravitationsvågor där hastigheten för rörliga vätskepartiklar är så liten att termen i Eulers ekvation kan försummas jämfört med Det är lätt att ta reda på vad detta tillstånd betyder fysiskt. Under en tidsperiod i storleksordningen av den period av svängningar som utförs av vätskepartiklar i en våg, färdas dessa partiklar en sträcka i storleksordningen av amplituden a för vågen, därför är deras rörelsehastighet i storleksordningen Speed v förändras märkbart över tidsintervall i storleksordningen och över avstånd i storleksordningen längs vågens utbredningsriktning (- längdvågor). Därför är derivatan av hastighet med avseende på tid av storleksordningen och med avseende på koordinater är av storleksordningen. Således är villkoret ekvivalent med kravet
det vill säga att amplituden av svängningar i vågen ska vara liten jämfört med våglängden. I § 9 såg vi att om termen i rörelseekvationen kan försummas, så är vätskans rörelse potentiell. Om vi antar att vätskan är inkompressibel kan vi därför använda ekvationerna (10.6) och (10.7). I ekvation (10.7) kan vi nu försumma termen som innehåller kvadraten på hastigheten; När vi sätter in och introducerar en term i gravitationsfältet får vi:
(12,2)
Vi väljer axeln, som vanligt, vertikalt uppåt, och som x-, y-plan väljer vi vätskans jämviktsyta.
Vi kommer att beteckna - koordinaten för punkter på vätskans yta med ; är en funktion av koordinaterna x, y och tiden t. I jämvikt sker en vertikal förskjutning av vätskeytan när den svänger.
Låt vätskans yta påverkas konstant tryck Sedan har vi på ytan enligt (12.2)
Konstanten kan elimineras genom att omdefiniera potentialen (genom att lägga till en storhet oberoende av koordinaterna. Då tar tillståndet på vätskans yta formen
Den lilla amplituden av svängningar i vågen gör att förskjutningen är liten. Därför kan vi anta, med samma approximation, att den vertikala komponenten av rörelsehastigheten för ytpunkter sammanfaller med tidsderivatan av förskjutningen. Men så har vi:
På grund av oscillationernas småhet är det möjligt att i detta tillstånd ta derivatornas värden till istället. Därmed får vi slutligen följande ekvationssystem som bestämmer rörelsen i en gravitationsvåg:
Vi kommer att betrakta vågor på ytan av en vätska, med tanke på att denna yta är obegränsad. Vi kommer också att anta att våglängden är liten jämfört med vätskans djup; vätskan kan då betraktas som oändligt djup. Därför skriver vi inte randvillkor vid laterala gränser och i botten av vätskan.
Låt oss betrakta en gravitationsvåg som utbreder sig längs axeln och likformig längs axeln; i en sådan våg beror inte alla kvantiteter på y-koordinaten. Vi kommer att leta efter en lösning som är en enkel periodisk funktion av tid och koordinerar x:
där ( är den cykliska frekvensen (vi kommer att tala om det helt enkelt som en frekvens), k är vågvektorn för vågen, är våglängden. Genom att ersätta detta uttryck i ekvationen får vi ekvationen för funktionen
Dess lösning, som sönderfaller i vätskans djup (dvs vid ):
Vi måste också uppfylla gränsvillkoret (12.5). Genom att ersätta (12.5) i det hittar vi sambandet mellan frekvensen b och vågvektorn (eller, som de säger, vågspridningslagen):
Fördelningen av hastigheter i en vätska erhålls genom att differentiera potentialen längs koordinaterna:
Vi ser att hastigheten minskar exponentiellt mot vätskans djup. Vid varje given punkt i rymden (d.v.s. för givet x, z) roterar hastighetsvektorn likformigt i x-planet och förblir konstant i storlek.
Låt oss också bestämma vätskepartiklarnas bana i vågen. Låt oss tillfälligt beteckna med x, z koordinaterna för en rörlig partikel av vätska (och inte koordinaterna för en fix punkt i rymden), och med - värdena på x för partikelns jämviktsposition. Då och på höger sida av (12.8) kan ungefär skrivas istället för , med fördel av svängningarnas småhet. Integration över tid ger då:
Vätskepartiklar beskriver alltså cirklar runt punkter med en radie som minskar exponentiellt mot vätskans djup.
Vågutbredningshastigheten U är lika, vilket kommer att visas i § 67. Genom att ersätta här finner vi att gravitationsvågornas utbredningshastighet på en obegränsad yta av en oändligt djup vätska är lika med
Den ökar med ökande våglängd.
Långa gravitationsvågor
Efter att ha övervägt gravitationsvågor, vars längd är liten jämfört med vätskans djup, uppehåller vi oss nu vid det motsatta gränsfallet för vågor, vars längd är stor jämfört med vätskans djup.
Sådana vågor kallas långa.
Låt oss först överväga utbredningen av långa vågor i kanalen. Vi kommer att betrakta längden på kanalen (riktad längs x-axeln) som obegränsad. Kanalens tvärsnitt kan ha en godtycklig form och kan variera längs dess längd. Fyrkant tvärsnitt Vi betecknar vätskan i kanalen med Kanalens djup och bredd antas vara liten jämfört med våglängden.
Vi kommer här att betrakta longitudinella långa vågor där vätskan rör sig längs kanalen. I sådana vågor är hastighetskomponenten längs kanallängden stor jämfört med komponenterna
Genom att helt enkelt beteckna v och utelämna små termer kan vi skriva -komponenten i Eulers ekvation som
a-komponent - i formen
(vi utelämnar termer kvadratiska i hastighet, eftersom amplituden på vågen fortfarande anses vara liten). Från den andra ekvationen vi har, att notera att på den fria ytan ) bör vara
Genom att ersätta detta uttryck i den första ekvationen får vi:
Den andra ekvationen för att bestämma två okända kan härledas med användning av en metod som liknar att härleda kontinuitetsekvationen. Denna ekvation är i huvudsak en kontinuitetsekvation som tillämpas på det aktuella fallet. Låt oss betrakta volymen av vätska som är innesluten mellan två tvärsnittsplan av kanalen belägna på avstånd från varandra. I en tidsenhet kommer en volym vätska lika med att komma in genom det ena planet och en volym kommer ut genom det andra planet. Därför kommer volymen vätska mellan båda planen att ändras med
Gravitationsvågor, teoretiskt förutspådde av Einstein redan 1917, väntar fortfarande på deras upptäckare.
I slutet av 1969 gjorde University of Maryland fysikprofessor Joseph Weber ett sensationellt uttalande. Han meddelade att han hade upptäckt gravitationsvågor som kom till jorden från rymdens djup. Fram till den tiden hade ingen forskare gjort sådana påståenden, och själva möjligheten att upptäcka sådana vågor ansågs långt ifrån självklar. Weber var dock känd som en auktoritet inom sitt område, och därför tog hans kollegor hans budskap på största allvar.
Men snart kom besvikelsen. Amplituden för de vågor som påstås ha registrerats av Weber var miljontals gånger högre än det teoretiska värdet. Weber hävdade att dessa vågor kom från mitten av vår galax, skymda av dammmoln, om vilka lite då var känt. Astrofysiker har föreslagit att ett gigantiskt svart hål gömmer sig där, som årligen slukar tusentals stjärnor och kastar ut en del av den absorberade energin i form av gravitationsstrålning, och astronomer började ett meningslöst sökande efter mer uppenbara spår av denna kosmiska kannibalism (det har nu bevisats att det verkligen finns ett svart hål där, men det uppför sig ganska anständigt). Fysiker från USA, Sovjetunionen, Frankrike, Tyskland, England och Italien började experimentera med detektorer av samma typ – och uppnådde ingenting.
Forskare vet fortfarande inte vad de ska tillskriva de konstiga avläsningarna från Webers instrument. Men hans ansträngningar var inte förgäves, även om gravitationsvågor fortfarande inte har upptäckts. Flera installationer för att söka efter dem har redan byggts eller håller på att byggas, och om tio år kommer sådana detektorer att skjutas upp i rymden. Det är fullt möjligt att gravitationsstrålning inom en inte alltför avlägsen framtid kommer att bli lika observerbar fysisk verklighet, såväl som elektromagnetiska vibrationer. Tyvärr kommer Joseph Weber inte längre veta detta - han dog i september 2000.
Vad är gravitationsvågor
Det sägs ofta att gravitationsvågor är störningar av gravitationsfältet som utbreder sig i rymden. Denna definition är korrekt, men ofullständig. Enligt den allmänna relativitetsteorin uppstår gravitationen på grund av krökningen av rum-tidskontinuumet. Tyngdkraftsvågor är fluktuationer av rum-tidsmåttet, som visar sig som fluktuationer i gravitationsfältet, så de kallas ofta bildligt för rum-tids-rippel. Gravitationsvågor förutspåddes teoretiskt 1917 av Albert Einstein. Ingen tvivlar på deras existens, men gravitationsvågor väntar fortfarande på deras upptäckare.
Källan till gravitationsvågor är vilken rörelse som helst materiella kroppar, vilket leder till en ojämn förändring av tyngdkraften i det omgivande rummet. En kropp som rör sig med konstant hastighet utstrålar ingenting, eftersom dess gravitationsfälts natur inte förändras. För att sända ut gravitationsvågor krävs accelerationer, men inte vilken acceleration som helst. En cylinder som roterar runt sin symmetriaxel upplever acceleration, men dess gravitationsfält förblir enhetligt och gravitationsvågor uppstår inte. Men om du snurrar den här cylindern runt en annan axel kommer fältet att börja svänga, och gravitationsvågor kommer att löpa från cylindern i alla riktningar.
Denna slutsats gäller för varje kropp (eller system av kroppar) som är asymmetrisk kring rotationsaxeln (i sådana fall sägs kroppen ha ett fyrpolsmoment). Ett masssystem vars kvadrupolmoment förändras med tiden avger alltid gravitationsvågor.
Grundläggande egenskaper hos gravitationsvågor
Astrofysiker föreslår att det är strålningen från gravitationsvågor, som tar bort energi, som begränsar rotationshastigheten för en massiv pulsar när den absorberar materia från en angränsande stjärna.
Tyngdkraftsfyrar av rymden
Gravitationsstrålningen från terrestra källor är extremt svag. En stålpelare som väger 10 000 ton, upphängd från mitten i ett horisontellt plan och snurrad runt en vertikal axel upp till 600 rpm, avger en effekt på cirka 10 -24 W. Därför är det enda hoppet att upptäcka gravitationsvågor att hitta en kosmisk källa för gravitationsstrålning.
I detta avseende är nära dubbelstjärnor mycket lovande. Anledningen är enkel: kraften hos gravitationsstrålningen hos ett sådant system växer i omvänd proportion till den femte potensen av dess diameter. Det är ännu bättre om stjärnornas banor är mycket långsträckta, eftersom detta ökar förändringshastigheten för fyrpolmomentet. Det är ganska bra om det dubbla systemet består av neutronstjärnor eller svarta hål. Sådana system liknar gravitationsfyrar i rymden - deras strålning är periodisk.
Det finns också "puls"-källor i rymden som genererar korta men extremt kraftfulla gravitationsskurar. Detta är vad som händer under en kollaps. massiv stjärna, före supernovaexplosionen. Stjärnans deformation måste dock vara asymmetrisk, annars uppstår inte strålningen. Under kollaps kan gravitationsvågor bära bort upp till 10 % av stjärnans totala energi! Kraften hos gravitationsstrålning är i detta fall cirka 10 50 W. Ännu mer energi frigörs vid sammanslagning av neutronstjärnor, här når toppeffekten 10 52 W. En utmärkt strålningskälla är kollisionen av svarta hål: deras massor kan överstiga massorna av neutronstjärnor med miljarder gånger.
En annan källa till gravitationsvågor är kosmologisk inflation. Omedelbart efter Big Bang började universum expandera extremt snabbt, och på mindre än 10 -34 sekunder ökade dess diameter från 10 -33 cm till dess makroskopiska storlek. Denna process stärkte omätligt de gravitationsvågor som fanns innan den började, och deras ättlingar består än i dag.
Indirekta bekräftelser
Det första beviset på förekomsten av gravitationsvågor kommer från arbetet av den amerikanske radioastronomen Joseph Taylor och hans elev Russell Hulse. 1974 upptäckte de ett par neutronstjärnor som kretsade runt varandra (en radiosändande pulsar med en tyst följeslagare). Pulsaren roterade runt sin axel med ett stall vinkelhastighet(vilket inte alltid är fallet) och fungerade därför som en extremt exakt klocka. Denna funktion gjorde det möjligt att mäta massorna av båda stjärnorna och bestämma arten av deras omloppsrörelse. Det visade sig att omloppstiden för detta binära system (cirka 3 timmar 45 minuter) minskas med 70 μs årligen. Detta värde stämmer väl överens med lösningarna av ekvationerna i den allmänna relativitetsteorin, som beskriver förlusten av energi för ett stjärnpar på grund av gravitationsstrålning (kollisionen av dessa stjärnor kommer dock inte att ske snart, efter 300 miljoner år). 1993 tilldelades Taylor och Hulse Nobelpriset för denna upptäckt.
Gravitationsvågantenner
Hur upptäcker man gravitationsvågor experimentellt? Weber använde meterlånga massiva aluminiumcylindrar med piezoelektriska sensorer i ändarna som detektorer. De isolerades med största försiktighet från yttre mekanisk påverkan i en vakuumkammare. Weber installerade två av dessa cylindrar i en bunker under University of Marylands golfbana och en vid Argonne National Laboratory.
Tanken med experimentet är enkel. Rymden komprimeras och sträcks ut under påverkan av gravitationsvågor. Tack vare detta vibrerar cylindern i längdriktningen och fungerar som en gravitationsvågsantenn, och piezoelektriska kristaller omvandlar vibrationerna till elektriska signaler. Varje passage av kosmiska gravitationsvågor påverkar nästan samtidigt detektorer som är åtskilda med tusen kilometer, vilket gör det möjligt att filtrera gravitationsimpulser från olika typer av brus.
Webers sensorer kunde upptäcka förskjutningar av cylinderns ändar lika med endast 10 -15 av dess längd - i detta fall 10 -13 cm. Det var just sådana fluktuationer som Weber kunde upptäcka, vilket han först rapporterade 1959 om sidorna Fysiska granskningsbrev. Alla försök att upprepa dessa resultat har varit meningslösa. Webers data motsäger också teorin, som praktiskt taget inte tillåter oss att förvänta oss relativa förskjutningar över 10 -18 (och värden som är mindre än 10 -20 är mycket mer sannolika). Det är möjligt att Weber gjorde ett misstag när statistisk bearbetning resultat. Det första försöket att experimentellt upptäcka gravitationsstrålning slutade i misslyckande.
Därefter förbättrades gravitationsvågsantenner avsevärt. 1967 föreslog den amerikanske fysikern Bill Fairbank att kyla dem i flytande helium. Detta gjorde det inte bara möjligt att bli av med det mesta av det termiska bruset, utan öppnade också för möjligheten att använda SQUIDs (superledande kvantinterferometrar), de mest exakta ultrakänsliga magnetometrarna. Genomförandet av denna idé visade sig vara fyllt med många tekniska svårigheter, och Fairbank själv levde inte för att se den. I början av 1980-talet hade fysiker från Stanford University byggt en installation med en känslighet på 10 -18, men inga vågor upptäcktes. Nu i ett antal länder finns det ultrakryogena vibrationsdetektorer för gravitationsvågor som arbetar vid temperaturer som bara är tiondels och hundradelar av en grad över absolut noll. Detta är till exempel AURIGA-installationen i Padua. Antennen för den är en tre meter lång cylinder gjord av aluminium-magnesiumlegering, vars diameter är 60 cm och vikten är 2,3 ton. Den är upphängd i en vakuumkammare kyld till 0,1 K. Dess stötar (med en frekvens på ca 1000 Hz) överförs till en hjälpresonator som väger 1 kg, som vibrerar med samma frekvens, men med mycket större amplitud. Dessa vibrationer registreras av mätutrustning och analyseras med hjälp av en dator. Känsligheten för AURIGA-komplexet är cirka 10 -20 -10 -21.
Interferometrar
En annan metod för att detektera gravitationsvågor är baserad på att massiva resonatorer överges till förmån för ljusstrålar. Det föreslogs först av de sovjetiska fysikerna Mikhail Herzenstein och Vladislav Pustovoit 1962, och två år senare av Weber. I början av 1970-talet anställd på företagets forskningslaboratorium Hughes flygplan Robert Forward (fd Weber-student, senare en mycket berömd science fiction-författare) byggde den första sådana detektorn med ganska anständig känslighet. Samtidigt utförde Massachusetts Institute of Technology (MIT) professor Rainer Weiss en mycket djup teoretisk analys av möjligheterna att registrera gravitationsvågor med optiska metoder.
Dessa metoder involverar användningen av analoger till den enhet med vilken fysikern Albert Michelson för 125 år sedan bevisade att ljusets hastighet är strikt densamma i alla riktningar. I denna installation, en Michelson-interferometer, träffar en ljusstråle en genomskinlig platta och är uppdelad i två ömsesidigt vinkelräta strålar, som reflekteras från speglar placerade på samma avstånd från plattan. Sedan smälter strålarna samman igen och faller på skärmen, där ett interferensmönster uppträder (ljusa och mörka ränder och linjer). Om ljusets hastighet beror på dess riktning, bör bilden ändras när hela installationen roteras, annars bör den förbli densamma som tidigare.
Gravitationsvågsinterferensdetektorn fungerar på liknande sätt. En passerande våg deformerar rymden och ändrar längden på varje arm på interferometern (vägen längs vilken ljus färdas från splittern till spegeln), sträcker ut en arm och komprimerar den andra. Interferensmönstret ändras och detta kan registreras. Men det här är inte lätt: om den förväntade relativa förändringen i längden på interferometerns armar är 10 -20, resulterar det med enhetens bordsdimensioner (som Michelsons) i svängningar med en amplitud i storleksordningen 10 - 18 cm. Som jämförelse: vågor synligt ljus 10 biljoner gånger längre! Du kan öka längden på axlarna till flera kilometer, men problem kommer fortfarande att kvarstå. Laserljuskällan måste vara både kraftfull och stabil i frekvens, speglarna måste vara perfekt plana och perfekt reflekterande, vakuumet i rören genom vilka ljuset färdas måste vara så djupt som möjligt, och den mekaniska stabiliseringen av hela systemet måste vara verkligen perfekt. Kort sagt, en gravitationsvågsinterferensdetektor är en dyr och skrymmande enhet.
Idag är den största installationen av detta slag det amerikanska LIGO-komplexet (Light Interferometer Gravitational Waves Observatory). Den består av två observatorier, varav det ena ligger på USA:s Stillahavskusten och det andra nära Mexikanska golfen. Mätningar görs med hjälp av tre interferometrar (två i delstaten Washington, en i Louisiana) med fyra kilometer långa armar. Installationen är utrustad med spegelljusackumulatorer, som ökar dess känslighet. "Sedan november 2005 har alla våra tre interferometrar fungerat normalt," berättade LIGO-komplexrepresentanten Peter Solson, professor i fysik vid Syracuse University, till Popular Mechanics. – Vi utbyter ständigt data med andra observatorier som försöker upptäcka gravitationsvågor med en frekvens på tiotals och hundratals hertz, som uppstod under de kraftigaste supernovaexplosioner och sammanslagningar av neutronstjärnor och svarta hål. För närvarande i drift är den tyska GEO 600-interferometern (armlängd - 600 m), som ligger 25 km från Hannover. Det japanska TAMA-instrumentet på 300 meter uppgraderas för närvarande. Den tre kilometer långa Jungfrudetektorn nära Pisa kommer att ansluta sig till arbetet i början av 2007, och vid frekvenser under 50 Hz kommer den att kunna överträffa LIGO. Installationer med ultrakryogena resonatorer arbetar med ökande effektivitet, även om deras känslighet fortfarande är något mindre än vår."
Utsikter
Hur ser den närmaste framtiden ut för gravitationsvågsdetekteringsmetoder? Professor Rainer Weiss berättade för Popular Mechanics om detta: "Om några år kommer kraftfullare lasrar och mer avancerade detektorer att installeras i LIGO-komplexets observatorier, vilket kommer att leda till en 15-faldig ökning av känsligheten. Nu är det 10 -21 (vid frekvenser på cirka 100 Hz), och efter modernisering kommer det att överstiga 10 -22. Det uppgraderade komplexet, Advanced LIGO, kommer att öka penetrationsdjupet i rymden med 15 gånger. Professor Vladimir Braginsky vid Moskvas statliga universitet, en av pionjärerna inom studiet av gravitationsvågor, är aktivt involverad i detta projekt.
Lanseringen av LISA-rymdinterferometern är planerad till mitten av nästa decennium ( Laser Interferometer rymdantenn) med en armlängd på 5 miljoner kilometer är det ett gemensamt projekt av NASA och European Space Agency. Det här observatoriets känslighet kommer att vara hundratals gånger högre än kapaciteten hos markbaserade instrument. Den är i första hand utformad för att söka efter lågfrekventa (10 -4 -10 -1 Hz) gravitationsvågor, som inte kan detekteras på jordens yta på grund av atmosfärisk och seismisk interferens. Sådana vågor avger dubbelt stjärnsystem, ganska typiska invånare i rymden. LISA kommer också att kunna detektera gravitationsvågor som genereras när vanliga stjärnor absorberas av svarta hål. Men för att upptäcka relikta gravitationsvågor som bär information om materiens tillstånd under de första ögonblicken efter Big Bang kommer det med största sannolikhet att krävas mer avancerade rymdinstrument. En sådan installation Big Bang Observer, diskuteras just nu, men det är osannolikt att det kommer att skapas och lanseras tidigare än om 30-40 år.”
Vad är gravitationsvågor?
Gravitationsvågor - förändringar i gravitationsfältet som färdas som vågor. De emitteras av rörliga massor, men efter strålning separeras de från dem och existerar oberoende av dessa massor. Matematiskt relaterad till störningen av rumtidsmetrik och kan beskrivas som "rymdtidskrusningar".
I allmän relativitetsteori och de flesta andra moderna teorier I gravitationen genereras gravitationsvågor av rörelsen hos massiva kroppar med variabel acceleration. Gravitationsvågor fortplantar sig fritt i rymden med ljusets hastighet. På grund av gravitationskrafternas relativa svaghet (jämfört med andra) har dessa vågor en mycket liten magnitud, vilket är svårt att registrera.
Gravitationsvågor förutsägs av den allmänna relativitetsteorin (GR). De upptäcktes först direkt i september 2015 av LIGO:s tvillingdetektorer, som upptäckte gravitationsvågor som troligen härrörde från sammanslagningen av två svarta hål för att bilda ytterligare ett massivt roterande svart hål. svart hål. Indirekta bevis på deras existens har varit kända sedan 1970-talet - Allmän relativitet förutsäger konvergenshastigheter för nära system av dubbelstjärnor som sammanfaller med observationer på grund av förlust av energi på grund av emission av gravitationsvågor. Direkt registrering av gravitationsvågor och deras användning för att bestämma parametrarna för astrofysiska processer är en viktig uppgift för modern fysik och astronomi.
Om vi tänker på vår rumtid som ett rutnät av koordinater, så är gravitationsvågor störningar, krusningar som kommer att löpa längs rutnätet när massiva kroppar (som svarta hål) förvränger utrymmet runt dem.
Detta kan jämföras med en jordbävning. Föreställ dig att du bor i en stad. Den har några markörer som skapar stadsrum: hus, träd och så vidare. De är orörliga. När en stor jordbävning inträffar någonstans nära en stad når vibrationer oss – och även orörliga hus och träd börjar vibrera. Dessa vibrationer är gravitationsvågor; och objekten som vibrerar är rum och tid.
Varför tog det så lång tid för forskare att upptäcka gravitationsvågor?
Konkreta försök att upptäcka gravitationsvågor började under efterkrigstiden med något naiva apparater som uppenbarligen inte var tillräckligt känsliga för att upptäcka sådana svängningar. Med tiden blev det klart att sökdetektorer måste vara mycket stora – och de måste använda modern laserteknik. Det var med utvecklingen av modern laserteknik som det blev möjligt att kontrollera geometrin, vars störningar är gravitationsvågen. Teknikens enorma utveckling spelade en nyckelroll i denna upptäckt. Oavsett hur briljanta forskarna var, för bara 30–40 år sedan var det helt enkelt tekniskt omöjligt att göra detta.
Varför är vågdetektering så viktig för fysiken?
Gravitationsvågor förutspåddes av Albert Einstein i hans allmänna relativitetsteori för ungefär hundra år sedan. Under hela 1900-talet fanns det fysiker som ifrågasatte denna teori, även om fler och fler bevis dök upp. Och närvaron av gravitationsvågor är en sådan kritisk bekräftelse av teorin.
Dessutom, innan vi registrerade gravitationsvågor, visste vi hur gravitationen beter sig endast från exemplet med himlamekanik, interaktion himlakroppar. Men det var tydligt att gravitationsfältet har vågor och rum-tid kan deformeras på liknande sätt. Det faktum att vi inte hade sett gravitationsvågor tidigare var en blind fläck i modern fysik. Nu är denna vita fläck stängd, ytterligare en tegelsten har lagts i grunden för det moderna fysikalisk teori. Detta är en mycket grundläggande upptäckt. Inget jämförbart för senaste åren hade inte.
"Väntar på vågor och partiklar" - dokumentär om sökandet efter gravitationsvågor(författare Dmitry Zavilgelskiy)
Det finns också en praktisk aspekt i att registrera gravitationsvågor. Förmodligen efter ytterligare utveckling teknologier kommer det att vara möjligt att prata om gravitationsastronomi - om att observera spår av de mest högenergihändelser i universum. Men nu är det för tidigt att prata om detta; vi pratar bara om själva faktumet att registrera vågor, och inte om att ta reda på egenskaperna hos de objekt som genererar dessa vågor.
Hundra år efter den teoretiska förutsägelsen som Albert Einstein gjorde inom ramen för den allmänna relativitetsteorin kunde forskare bekräfta förekomsten av gravitationsvågor. Eran av en i grunden ny metod för att studera rymden – gravitationsvågastronomi – börjar.
Det finns olika upptäckter. Det finns slumpmässiga sådana, de är vanliga inom astronomi. Det finns inte helt oavsiktliga sådana, gjorda som ett resultat av en grundlig "kamning av området", såsom upptäckten av Uranus av William Herschel. Det finns serendipala - när de letade efter en sak och hittade en annan: till exempel upptäckte de Amerika. Men planerade upptäckter intar en speciell plats inom vetenskapen. De bygger på en tydlig teoretisk förutsägelse. Det som förutsägs eftersträvas i första hand för att bekräfta teorin. Sådana upptäckter inkluderar upptäckten av Higgs-bosonen vid Large Hadron Collider och upptäckten av gravitationsvågor med hjälp av laserinterferometerns gravitationsvågobservatorium LIGO. Men för att kunna registrera något fenomen som förutsägs av teorin behöver du ha en ganska god förståelse för exakt vad och var du ska leta, samt vilka verktyg som behövs för detta.
Gravitationsvågor kallas traditionellt för en förutsägelse av den allmänna relativitetsteorin (GTR), och det är verkligen så (även om nu sådana vågor finns i alla modeller som är alternativa till eller komplementära till GTR). Uppkomsten av vågor orsakas av ändligheten hos utbredningshastigheten för gravitationsinteraktion (i allmän relativitet är denna hastighet exakt lika med ljusets hastighet). Sådana vågor är störningar i rum-tid som utbreder sig från en källa. För att gravitationsvågor ska uppstå måste källan pulsera eller röra sig i en accelererad hastighet, men på ett visst sätt. Låt oss säga att rörelser med perfekt sfärisk eller cylindrisk symmetri inte är lämpliga. Det finns ganska många sådana källor, men ofta har de en liten massa, otillräcklig för att generera en kraftfull signal. Tyngdkraften är trots allt den svagaste av de fyra fundamentala interaktionerna, så det är mycket svårt att registrera en gravitationssignal. Dessutom är det för registrering nödvändigt att signalen ändras snabbt över tiden, det vill säga den har en tillräckligt hög frekvens. Annars kommer vi inte att kunna registrera det, eftersom ändringarna kommer att gå för långsamt. Det betyder att föremålen också måste vara kompakta.
Inledningsvis genererades stor entusiasm av supernovaexplosioner som inträffar i galaxer som vår med några decennier. Det betyder att om vi kan uppnå en känslighet som gör att vi kan se en signal på ett avstånd av flera miljoner ljusår, kan vi räkna med flera signaler per år. Men senare visade det sig att initiala uppskattningar av kraften hos energifrigörande i form av gravitationsvågor under en supernovaexplosion var för optimistiska, och en så svag signal kunde bara upptäckas om en supernova hade brutit ut i vår galax.
Ett annat alternativ för massiva kompakta objekt som rör sig snabbt är neutronstjärnor eller svarta hål. Vi kan se antingen processen för deras bildning eller processen för interaktion med varandra. De sista stadierna av kollapsen av stjärnkärnor, vilket leder till bildandet av kompakta objekt, såväl som de sista stadierna av sammanslagning av neutronstjärnor och svarta hål, har en varaktighet i storleksordningen flera millisekunder (vilket motsvarar en frekvens på hundratals hertz) - precis vad som behövs. I det här fallet frigörs mycket energi, inklusive (och ibland främst) i form av gravitationsvågor, eftersom massiva kompakta kroppar gör vissa snabba rörelser. Dessa är våra ideala källor.
Det är sant att supernovor bryter ut i galaxen en gång med några decennier, sammanslagningar av neutronstjärnor inträffar en gång vart par tiotusentals år och svarta hål smälter samman med varandra ännu mer sällan. Men signalen är mycket kraftfullare, och dess egenskaper kan beräknas ganska exakt. Men nu behöver vi kunna se signalen på ett avstånd av flera hundra miljoner ljusår för att kunna täcka flera tiotusentals galaxer och upptäcka flera signaler på ett år.
Efter att ha beslutat om källorna kommer vi att börja designa detektorn. För att göra detta måste du förstå vad en gravitationsvåg gör. Utan att gå in på detaljer kan vi säga att passagen av en gravitationsvåg orsakar en tidvattenkraft (vanliga mån- eller soltidvatten är ett separat fenomen, och gravitationsvågor har ingenting med det att göra). Så du kan till exempel ta en metallcylinder, utrusta den med sensorer och studera dess vibrationer. Detta är inte svårt, varför sådana installationer började göras för ett halvt sekel sedan (de finns också tillgängliga i Ryssland; nu installeras en förbättrad detektor utvecklad av Valentin Rudenkos team från SAI MSU i Baksan underjordiska laboratorium). Problemet är att en sådan enhet kommer att se signalen utan några gravitationsvågor. Det är många ljud som är svåra att hantera. Det är möjligt (och har gjorts!) att installera detektorn under jord, försöka isolera den, kyla den till låga temperaturer, men ändå, för att överskrida brusnivån, skulle en mycket kraftfull gravitationsvågssignal behövas. Men kraftfulla signaler kommer sällan.
Därför gjordes valet till förmån för ett annat system, som lades fram 1962 av Vladislav Pustovoit och Mikhail Herzenstein. I en artikel publicerad i JETP (Journal of Experimental and Theoretical Physics) föreslog de att man skulle använda en Michelson-interferometer för att upptäcka gravitationsvågor. Laserstrålen går mellan speglarna i interferometerns två armar och sedan läggs strålarna från olika armar till. Genom att analysera resultatet av strålstörningar kan den relativa förändringen i armlängder mätas. Det är väldigt exakta mätningar, så om du slår bruset kan du uppnå fantastisk känslighet.
I början av 1990-talet beslutades det att bygga flera detektorer med denna design. De första som togs i drift var relativt små installationer, GEO600 i Europa och TAMA300 i Japan (siffrorna motsvarar armarnas längd i meter) för att testa tekniken. Men huvudaktörerna skulle vara LIGO-installationerna i USA och VIRGO i Europa. Storleken på dessa instrument mäts redan i kilometer, och den slutliga planerade känsligheten bör tillåta se dussintals, om inte hundratals händelser per år.
Varför behövs flera enheter? Främst för korsvalidering, eftersom det finns lokala brus (t.ex. seismiskt). Samtidig upptäckt av signalen i nordvästra USA och Italien skulle vara utmärkta bevis på dess externa ursprung. Men det finns en andra anledning: gravitationsvågsdetektorer är mycket dåliga på att bestämma riktningen till källan. Men om det finns flera detektorer åtskilda, kommer det att vara möjligt att ange riktningen ganska exakt.
Laserjättar
I sin ursprungliga form byggdes LIGO-detektorerna 2002 och VIRGO-detektorerna 2003. Enligt planen var detta bara den första etappen. Alla installationer har varit i drift under flera år och 2010-2011 stoppades de för modifieringar för att sedan nå den planerade högkänsligheten. LIGO-detektorerna var de första som fungerade i september 2015, VIRGO bör ansluta sig under andra halvan av 2016, och från detta skede gör känsligheten att vi kan hoppas på att spela in åtminstone flera händelser per år.
Efter att LIGO började fungera var den förväntade spränghastigheten ungefär en händelse per månad. Astrofysiker uppskattade i förväg att de första förväntade händelserna skulle vara sammanslagningar av svarta hål. Detta beror på det faktum att svarta hål vanligtvis är tio gånger tyngre än neutronstjärnor, signalen är kraftfullare och den är "synlig" från stora avstånd, vilket mer än kompenserar för den lägre frekvensen av händelser per galax. Som tur var behövde vi inte vänta länge. Den 14 september 2015 registrerade båda installationerna en nästan identisk signal, benämnd GW150914.
Med ganska enkel analys kan data som svarta hålsmassor, signalstyrka och avstånd till källan erhållas. Svarta håls massa och storlek hänger ihop på ett mycket enkelt och välkänt sätt, och utifrån signalfrekvensen kan man omedelbart uppskatta storleken på energifrigöringsområdet. I det här fallet indikerade storleken att från två hål med en massa på 25-30 och 35-40 solmassor bildades ett svart hål med en massa på mer än 60 solmassor. Genom att känna till dessa data kan man få den totala energin för skuren. Nästan tre solmassor omvandlades till gravitationsstrålning. Detta motsvarar ljusstyrkan av 1023 solenergier - ungefär samma mängd som alla stjärnor i den synliga delen av universum sänder ut under denna tid (hundradelar av en sekund). Och från den kända energin och storleken på den uppmätta signalen erhålls avståndet. Den stora massan av de sammanslagna kropparna gjorde det möjligt att registrera en händelse som inträffade i en avlägsen galax: signalen tog ungefär 1,3 miljarder år att nå oss.
En mer detaljerad analys gör det möjligt att klargöra massförhållandet för svarta hål och förstå hur de roterade runt sin axel, samt bestämma några andra parametrar. Dessutom gör signalen från två installationer det möjligt att ungefär bestämma riktningen för skuren. Tyvärr är noggrannheten här inte särskilt hög än, men i och med idrifttagningen av den uppdaterade Jungfrun kommer den att öka. Och om några år kommer den japanska KAGRA-detektorn att börja ta emot signaler. Sedan kommer en av LIGO-detektorerna (det fanns ursprungligen tre, en av installationerna var dubbel) att monteras i Indien, och det förväntas att många dussintals händelser kommer att spelas in per år.
Den nya astronomiens era
För tillfället är det viktigaste resultatet av LIGO:s arbete en bekräftelse på existensen av gravitationsvågor. Dessutom gjorde den allra första skuren det möjligt att förbättra restriktionerna för gravitonens massa (i generell relativitet har den noll massa), samt att kraftigare begränsa skillnaden mellan tyngdkraftens utbredningshastighet och hastigheten för gravitationen. ljus. Men forskarna hoppas att de redan 2016 kommer att kunna erhålla en hel del ny astrofysisk data med hjälp av LIGO och JUNGUN.
För det första ger data från gravitationsvågsobservatorier en ny väg för att studera svarta hål. Om det tidigare bara var möjligt att observera materiens flöden i närheten av dessa objekt, kan du nu direkt "se" processen att slå samman och "lugna" det resulterande svarta hålet, hur dess horisont fluktuerar och tar sin slutliga form ( bestäms genom rotation). Förmodligen, tills upptäckten av Hawking-avdunstning av svarta hål (för nu är denna process fortfarande en hypotes), kommer studiet av sammanslagningar att ge bättre direkt information om dem.
För det andra kommer observationer av sammanslagningar av neutronstjärnor att ge mycket ny, brådskande nödvändig information om dessa objekt. För första gången kommer vi att kunna studera neutronstjärnor på det sätt som fysiker studerar partiklar: att se dem kollidera för att förstå hur de fungerar inuti. Mysteriet med strukturen hos neutronstjärnornas inre oroar både astrofysiker och fysiker. Vår förståelse av kärnfysik och materias beteende vid ultrahöga densiteter är ofullständig utan att lösa detta problem. Det är troligt att gravitationsvågobservationer kommer att spela en nyckelroll här.
Man tror att sammanslagningar av neutronstjärnor är ansvariga för korta kosmologiska gammastrålningskurar. I sällsynta fall kommer det att vara möjligt att samtidigt observera en händelse både i gammaområdet och på gravitationsvågsdetektorer (sällsyntheten beror på det faktum att för det första är gammasignalen koncentrerad till en mycket smal stråle, och den är inte alltid riktad mot oss, men för det andra kommer vi inte att registrera gravitationsvågor från mycket avlägsna händelser). Tydligen kommer det att ta flera år av observation för att kunna se detta (även om du som vanligt kan ha tur och det kommer att ske idag). Då kommer vi bland annat att mycket exakt kunna jämföra tyngdhastigheten med ljusets hastighet.
Således kommer laserinterferometrar tillsammans att fungera som ett enda gravitationsvågsteleskop, vilket ger ny kunskap till både astrofysiker och fysiker. Nåväl, förr eller senare kommer ett välförtjänt Nobelpris att delas ut för upptäckten av de första utbrotten och deras analys.
Igår chockades världen av en sensation: forskare upptäckte äntligen gravitationsvågor, vars existens Einstein förutspådde för hundra år sedan. Detta är ett genombrott. Distorsion av rum-tid (detta är gravitationsvågor - nu ska vi förklara vad som är vad) upptäcktes vid LIGO-observatoriet, och en av dess grundare är - vem tror du? – Kip Thorne, författare till boken.
Vi berättar varför upptäckten av gravitationsvågor är så viktig, vad Mark Zuckerberg sa och, naturligtvis, delar historien från första person. Kip Thorne vet som ingen annan hur projektet fungerar, vad som gör det ovanligt och vilken betydelse LIGO har för mänskligheten. Ja, ja, allt är så allvarligt.
Upptäckten av gravitationsvågor
Den vetenskapliga världen kommer för alltid att minnas datumet 11 februari 2016. Den här dagen meddelade deltagare i LIGO-projektet: efter så många meningslösa försök hade gravitationsvågor hittats. Det här är verklighet. Faktum är att de upptäcktes lite tidigare: i september 2015, men i går erkändes upptäckten officiellt. The Guardian tror att forskarna säkert kommer att ta emot Nobelpriset i fysik.
Orsaken till gravitationsvågor är kollisionen av två svarta hål, som inträffade redan... en miljard ljusår från jorden. Kan du föreställa dig hur stort vårt universum är! Eftersom svarta hål är mycket massiva kroppar, skickar de krusningar genom rumtiden, vilket förvränger den något. Så vågor dyker upp, liknande de som sprider sig från en sten som kastats i vattnet.
Så här kan du föreställa dig gravitationsvågor som kommer till jorden, till exempel från ett maskhål. Ritning från boken "Interstellar. Vetenskapen bakom kulisserna"
De resulterande vibrationerna omvandlades till ljud. Intressant nog kommer signalen från gravitationsvågor till ungefär samma frekvens som vårt tal. Så vi kan höra med våra egna öron hur svarta hål kolliderar. Lyssna på hur gravitationsvågor låter.
Och gissa vad? På senare tid är svarta hål inte strukturerade som man tidigare trott. Men det fanns inga som helst bevis för att de existerar i princip. Och nu finns det. Svarta hål "bor" verkligen i universum.
Så här tror forskare att en katastrof ser ut - en sammanslagning av svarta hål.
Den 11 februari ägde en storslagen konferens rum, som samlade mer än tusen forskare från 15 länder. Ryska forskare var också närvarande. Och, naturligtvis, det var Kip Thorne. "Denna upptäckt är början på en fantastisk, magnifik strävan efter människor: sökandet och utforskningen av den krökta sidan av universum - objekt och fenomen skapade från förvrängd rum-tid. Svarta hålskollisioner och gravitationsvågor är våra första anmärkningsvärda exempel, säger Kip Thorne.
Sökandet efter gravitationsvågor har varit ett av fysikens huvudproblem. Nu har de hittats. Och Einsteins geni bekräftas igen.
I oktober intervjuade vi Sergej Popov, en rysk astrofysiker och berömd populariserare av vetenskap. Han såg ut som om han tittade i vattnet! Under hösten: "Det verkar för mig att vi nu står på tröskeln till nya upptäckter, som främst är förknippade med arbetet med gravitationsvågsdetektorerna LIGO och VIRGO (Kip Thorne gjorde ett stort bidrag till skapandet av LIGO-projektet) .” Underbart, eller hur?
Gravitationsvågor, vågdetektorer och LIGO
Nåväl, nu till lite fysik. För den som verkligen vill förstå vad gravitationsvågor är. Här konstnärlig bild Tendex-linjer av två svarta hål som kretsar runt varandra moturs och sedan kolliderar. Tendex-linjer genererar tidvattengravitation. Varsågod. Linjerna, som utgår från de två punkterna längst ifrån varandra på ytan av ett par svarta hål, sträcker allt i deras väg, inklusive konstnärens vän i teckningen. Linjerna som utgår från kollisionsområdet komprimerar allt.
När hålen roterar runt varandra, bär de längs sina tendexlinjer, som liknar vattenströmmar från en snurrande sprinkler på en gräsmatta. På bilden från boken ”Interstellar. Science behind the scenes" - ett par svarta hål som kolliderar och roterar runt varandra moturs och deras tendexlinjer.
Svarta hål smälter samman till ett stort hål; den deformeras och roterar moturs och drar tendexlinjer med den. En stationär observatör långt från hålet kommer att känna vibrationer när tendexlinjerna passerar genom honom: sträckning, sedan kompression, sedan sträckning - tendexlinjerna har blivit en gravitationsvåg. När vågorna fortplantar sig minskar det svarta hålets deformation gradvis, och vågorna försvagas också.
När dessa vågor når jorden ser de ut som den som visas överst i figuren nedan. De sträcker sig åt ena hållet och komprimeras åt andra hållet. Förlängningarna och kompressionerna svänger (från röd höger-vänster, till blå höger-vänster, till röd höger-vänster, etc.) när vågorna passerar genom detektorn längst ner i figuren.
Gravitationsvågor passerar genom LIGO-detektorn.
Detektorn består av fyra stora speglar (40 kilo, 34 centimeter i diameter), som är fästa i ändarna av två vinkelräta rör, så kallade detektorarmar. Tendex-linjer av gravitationsvågor sträcker en arm, medan du komprimerar den andra, och sedan tvärtom, komprimerar den första och sträcker den andra. Och så igen och igen. Eftersom armarnas längd ändras periodiskt förskjuts speglarna i förhållande till varandra, och dessa förskjutningar spåras med hjälp av laserstrålar på ett sätt som kallas interferometri. Därav namnet LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.
LIGO kontrollcentral, varifrån de skickar kommandon till detektorn och övervakar de mottagna signalerna. LIGO:s gravitationsdetektorer finns i Hanford, Washington och Livingston, Louisiana. Foto från boken "Interstellar. Vetenskapen bakom kulisserna"
Nu är LIGO ett internationellt projekt där 900 forskare från olika länder, med huvudkontor beläget vid California Institute of Technology.
Universums krökta sida
Svarta hål, maskhål, singulariteter, gravitationella anomalier och dimensioner av högre ordning är förknippade med krökningar av rum och tid. Det är därför Kip Thorne kallar dem "universums vridna sida". Mänskligheten har fortfarande väldigt lite experimentella och observationsdata från den krökta sidan av universum. Det är därför vi ägnar så mycket uppmärksamhet åt gravitationsvågor: de är gjorda av krökt utrymme och ger det mest tillgängliga sättet för oss att utforska den krökta sidan.
Tänk om du bara såg havet när det var lugnt. Du skulle inte veta om strömmar, bubbelpooler och stormvågor. Detta påminner om vår nuvarande kunskap om rummets och tidens krökning.
Vi vet nästan ingenting om hur krökt rum och krökt tid beter sig "i en storm" - när rymdens form fluktuerar våldsamt och när tidens hastighet fluktuerar. Detta är en otroligt lockande kunskapsgräns. Forskaren John Wheeler myntade termen "geometrodynamics" för dessa förändringar.
Av särskilt intresse inom området geometrodynamics är kollisionen av två svarta hål.
Kollision av två icke-roterande svarta hål. Modell från boken "Interstellar. Vetenskapen bakom kulisserna"
Bilden ovan visar ögonblicket då två svarta hål kolliderar. Just en sådan händelse gjorde det möjligt för forskare att registrera gravitationsvågor. Denna modell är byggd för icke-roterande svarta hål. Överst: banor och skuggor av hål, sett från vårt universum. Mitten: krökt rum och tid, sett från huvuddelen (flerdimensionell hyperrymd); Pilarna visar hur rymden är involverad i rörelse, och de skiftande färgerna visar hur tiden böjs. Nederst: Formen på de emitterade gravitationsvågorna.
Gravitationsvågor från Big Bang
Över till Kip Thorne. "1975 gjorde Leonid Grischuk, min gode vän från Ryssland, ett sensationellt uttalande. Han sa att vid ögonblicket av Big Bang uppstod många gravitationsvågor, och mekanismen för deras ursprung (tidigare okänd) var följande: kvantfluktuationer (slumpmässiga fluktuationer - reds. anm.) gravitationsfälten under Big Bang förstärktes avsevärt av den initiala expansionen av universum och blev därmed de ursprungliga gravitationsvågorna. Dessa vågor, om de upptäcks, kan berätta för oss vad som hände vid födelsen av vårt universum."
Om forskare hittar de ursprungliga gravitationsvågorna kommer vi att veta hur universum började.
Människor har löst alla universums mysterier. Det kommer mer.
Under de följande åren, när vår förståelse av Big Bang förbättrades, blev det uppenbart att dessa urvågor måste ha varit starka vid våglängder i proportion till storleken synligt universum, det vill säga i längder av miljarder ljusår. Kan du föreställa dig hur mycket detta är?.. Och vid de våglängder som LIGO-detektorer täcker (hundratals och tusentals kilometer), kommer vågorna med största sannolikhet att vara för svaga för att kännas igen.
Jamie Bocks team byggde BICEP2-apparaten, med vilken spåret av de ursprungliga gravitationsvågorna upptäcktes. Apparaten som finns på Nordpolen visas här under skymningen, som bara inträffar där två gånger om året.
BICEP2-enhet. Bild från boken Interstellar. Vetenskapen bakom kulisserna"
Den är omgiven av sköldar som skyddar enheten från strålning från det omgivande istäcket. I det övre högra hörnet finns ett spår upptäckt i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen - ett polarisationsmönster. Elektriska fältlinjer är riktade längs korta lätta slag.
Spår av universums början
I början av nittiotalet insåg kosmologer att dessa gravitationsvågor, miljarder ljusår långa, måste ha lämnat ett unikt spår i de elektromagnetiska vågorna som fyller universum – den så kallade kosmiska mikrovågsbakgrunden, eller kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning. Detta började sökandet efter den heliga gralen. När allt kommer omkring, om vi upptäcker detta spår och härleder egenskaperna hos de ursprungliga gravitationsvågorna, kan vi ta reda på hur universum föddes.
I mars 2014, medan Kip Thorne skrev den här boken, upptäckte teamet av Jamie Bok, en kosmolog på Caltech vars kontor ligger granne med Thornes, äntligen detta spår i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen.
Det här är en helt fantastisk upptäckt, men det finns en kontroversiell punkt: spåret som hittats av Jamies team kan ha orsakats av något annat än gravitationsvågor.
Om man verkligen hittar ett spår av gravitationsvågorna som uppstod under Big Bang betyder det att en kosmologisk upptäckt har skett på en nivå som kanske sker en gång vart halvsekel. Det ger dig en chans att röra vid händelserna som inträffade en biljondels biljondels biljondels sekund efter universums födelse.
Denna upptäckt bekräftar teorier om att universums expansion i det ögonblicket var extremt snabb, i kosmologernas slang - inflationssnabb. Och förebådar kommande ny era i kosmologi.
Gravitationsvågor och Interstellar
Igår, vid en konferens om upptäckten av gravitationsvågor, noterade Valery Mitrofanov, chef för Moskvas LIGO-samarbete mellan forskare, som inkluderar 8 forskare från Moscow State University, att handlingen i filmen "Interstellar", även om den är fantastisk, inte är så långt från verkligheten. Och allt för att Kip Thorne var den vetenskapliga konsulten. Thorne uttryckte själv hopp om att han tror på framtida bemannade flyg till ett svart hål. De kanske inte händer så fort vi skulle vilja, men idag är det mycket mer verkligt än det var tidigare.
Dagen är inte alltför långt borta då människor lämnar vår galaxs gränser.
Händelsen rörde upp tankarna hos miljontals människor. Den ökända Mark Zuckerberg skrev: "Upptäckten av gravitationsvågor är den största upptäckten i modern vetenskap. Albert Einstein är en av mina hjältar, därför tog jag upptäckten så personligt. Ett sekel sedan inom Allmän teori Relativitet (GR) han förutspådde förekomsten av gravitationsvågor. Men de är så små att upptäcka att det har kommit att leta efter dem i ursprunget till händelser som Big Bang, stjärnexplosioner och svarta hålskollisioner. När forskare analyserar de erhållna data, en perfekt Ett nytt utseende till rymden. Och kanske kommer detta att kasta ljus över universums ursprung, födelsen och utvecklingen av svarta hål. Det är väldigt inspirerande att tänka på hur många liv och ansträngningar som har lagts ner på att avslöja detta universums mysterium. Detta genombrott blev möjligt tack vare talangen hos briljanta vetenskapsmän och ingenjörer, människor olika nationaliteter, såväl som den senaste datortekniken som nyligen har dykt upp. Grattis till alla inblandade. Einstein skulle vara stolt över dig."
Det här är talet. Och det här är en person som helt enkelt är intresserad av vetenskap. Man kan föreställa sig vilken storm av känslor som överväldigade forskarna som bidrog till upptäckten. Det verkar som vi har sett en ny era, vänner. Det här är otroligt.
P.S.: Gillade du det? Prenumerera på vårt nyhetsbrev på horisonter. En gång i veckan skickar vi utbildningsbrev och ger rabatter på MYTH-böcker.
