My Friend Irma: Irma's Inheritance / Dinner Date / Manhattan Magazine
Dnes vědci s observatoří laserového interferometru Gravitační-vlnová observatoř (LIGO) potvrdili, že konečně našli důkazy o gravitačních vlnách, a tak vyřešili 100 let staré puzzle, které posadilo Alberta Einsteina. Je to jeden z nejdůležitějších objevů, který kdy fyzici učinili, a slibuje, že povede k kaskádě dalších zjevení.
"Zjistili jsme gravitační vlny," řekl ředitel LIGO David Reitze během čtvrtečního oznámení, což potvrzuje měsíční pověsti kolem vědecké komunity. „To je opravdu vědecký měsíční snímek. A udělali jsme to - přistáli jsme na Měsíci. “
V roce 1916 vydal Einstein svou teorii relativity. Mezi velmi mnoho způsobů, jak hraje klíčovou roli v základech moderní fyziky, teorie předpovídala existenci gravitačních vln: vlnky ve spacetime, které se pohybují směrem ven, způsobené přítomností hmoty. Poté, co Einstein uvedl existenci těchto vln, zemřel dříve, než je skutečně umístil.
Protože Einsteinova práce byla klíčová, téměř všechno, co si myslíme, že víme o gravitaci, závisí na existenci gravitačních vln. To znamená, že do dnešního dne většina z toho, co jsme věděli o gravitaci, nebyla ve skutečnosti potvrzena. To se všechno mění.
Proč to trvalo tak dlouho? Gravitační vlny jsou tak obscénně malé a slabé, že vědci hledají signál, který je v měřítku k síle -23. Vždy existoval přebytek druhotných důkazů, ale skutečný důkaz je šíleně obtížný najít v tomto měřítku, což je důvod, proč byl LIGO vytvořen před 25 lety. Spolupráce mezi MIT, Caltech a téměř 1000 vědci v 16 zemích, LIGO postavil něco, co se nazývá interferometr: čtyřkilometrový přístroj, který střílí lasery sem a tam se zrcadly, které detekují signály, které jsou tak malé 1/1000 průměru proton.
LIGO postavilo dva z těchto ultra citlivých nástrojů - jeden v Hanfordu, Washington a druhý v Livingstonu v Louisianě - aby se ujistil, že vše, co najdou, může být ověřeno. Oba nástroje šly online v roce 2002, ale 13 let nebylo nic jiného než tma.
14. září 2015, dva dny po zprovoznění nově modernizovaných interferometrů, vědci LIGO konečně něco našli. Jak se později dozvěděli, byl to signál vytvořený dvěma černými dírami - každá o průměru 150 kilometrů a 30 násobkem hmotnosti slunce. Spirálovitě se otáčeli kolem poloviny rychlosti světla. Srazili se a sloučili do jediné černé díry.
Celková energie, kterou kolize vyloučila, byla více než 50krát silnější než všechny hvězdy ve vesmíru dohromady.
Podle Reitze byly zaznamenané signály v souladu s rovnicemi, které by za těchto okolností Einsteinova teorie předpověděla. Nicméně, on a jeho kolegové zjistili, že data jsou „ohromující“.
Signály nejsou jen nahlédnout do toho, jak vypadají gravitační vlny. Také ilustrují skutečné charakteristiky události fúze a černých děr před a po kolizích. Podle vědce LIGO Gabriely Gonzalez, průběhy zachycených signálů ukazují, že sloučená černá díra je ve skutečnosti o něco menší než součet původních dvou objektů. „Tato fúze se stala před 1,3 miliardami let,“ řekla, „když se zde začal šířit mnohobuněčný život na Zemi.“
Gonzalez hrál upravený zvukový záznam signálu - krátké, vtipné cvrlikání. "Tohle je první z mnoha, kdo přijde," řekla.
Důsledky zjištění nelze přeceňovat. Tento objev neznamená jen to, že by zachránilo století staré tajemství - otevírá lidem více informací o vesmíru prostřednictvím jedinečného objektivu. Před čtvrtek byli astrofyzici v podstatě omezeni na studium vesmíru prostřednictvím elektromagnetického spektra. Zatímco jsme se naučili hodně, je zde obrovské množství hvězd, supernov, černých děr a dalších jevů, které nemůžeme studovat bez pozorování a měření gravitačních vln. Vědět, že můžeme konečně naslouchat těmto signálům, otevírá vědcům celou část vesmíru, která byla uzavřena.
Ve skutečnosti výsledky společnosti LIGO účinně dokazují existenci černých děr.
Snad nejzajímavější, zdůraznil slavný astrofyzik a spoluzakladatel LIGO Kip Thorne (zařadil se na 7. místo, ale nyní trendem vzhůru) bude možnost studovat to, co je známo jako „kosmické struny“, které vědci považují za pomoc při vysvětlování rozšíření a inflace vesmír od Velkého třesku.
Další otázky, které by vědci mohli odpovědět větším studiem gravitačních vln: Jak rychle se vesmír rozšiřuje? Co způsobuje supernovu? Jak rychle se gravitační vlny pohybují ve srovnání se světlem?
Spuštění LIGO „bylo velkým rizikem,“ řekla France Cordova, ředitelka Národní vědecké nadace. Zdá se však, že toto riziko se vyplatilo. "Einstein by se rozzářil."
Čtvrteční oznámení také jistě zvýší naději LISA Pathfinder - kosmická loď, která funguje jako testbed pro eLISA, interferometr založený na vesmírných technologiích - a bude velmi validovat peníze a čas investovaný do tohoto projektu.
A to je jen začátek. Budeme se dozvědět více o vesmíru, než jsme si kdy mysleli, že je to možné, a nakonec se můžeme přiblížit pochopení původů a budoucnosti vesmíru. "Co je opravdu vzrušující je to, co přijde dál," řekl Reitze.
Konečně objevili vědci gravitační vlny?
Gravitace existuje - každý, kdo kdy spadl na jejich zadek a byl svědkem pádu své důstojnosti, ví, že je to fakt. Jak to ale funguje, vždy zůstalo záhadou. V roce 1915 se Albert Einstein domníval, že gravitační vlny - které popsal jako vlnky v časoprostoru - v podstatě dělají gravitaci ...
Jeden muž je sledování gravitační vlny LIGO objevil zpět do černé díry
Když vědci oznámili, že v únoru našli cestu gravitačních vln, vědecký svět pro sebe hodil nedbalý večírek. Objev pomohl potvrdit Einsteinovu století starou teorii obecné relativity, což z ní učinilo obrovské novinky. Ale také vznesla spoustu dalších otázek souvisejících s fy ...
Vědci najdou gravitační vlny, které dělají divné věci do atmosféry Pluta
Díky sondě New Horizons z Pluta víme, že má neuvěřitelnou atmosféru. Je to úžasná věc, ale vědci nikdy nebyli schopni přesně zjistit, co způsobuje jeho podivný opar. Nejnovější teorie tvrdí, že atmosféra Pluta by mohla být vedlejším efektem gravitačních vln. Než vaše mysl vyprší ...