Mēs zinām, ka fizikas jomai ir daudz aspektu, kas lielākajai daļai cilvēku padara to diezgan grūti saprotamu. Viens no šiem aspektiem ir gravitācijas viļņi. Šos viļņus paredzēja zinātnieks Alberts Einšteins un tie tika atklāti 100 gadus pēc viņu pareģošanas. Tie ir zinātnes sasniegumi Einšteina relativitātes teorijā.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par gravitācijas viļņiem, to īpašībām un nozīmi.
Kas ir gravitācijas viļņi
Mēs runājam par traucējumu attēlojumu telpā-laikā, ko rada paātrināta masīva ķermeņa esamība, kas ar gaismas ātrumu rada enerģijas paplašināšanos visos virzienos. Gravitācijas viļņu fenomens ļauj telplaikam izstiepties, nespējot atgriezties sākotnējā stāvoklī. Tas arī rada mikroskopiskus traucējumus, kurus var uztvert tikai modernās zinātniskās laboratorijās. Visi gravitācijas traucējumi spēj izplatīties gaismas ātrumā.
Tie parasti notiek starp diviem vai vairākiem kosmosa ķermeņiem, kas rada enerģijas izplatīšanos, kas tiek transportēta visos virzienos. Tā ir parādība, kas liek telpai izplesties tā, ka tas var atgriezties sākotnējā stāvoklī. Gravitācijas viļņu atklāšana ir devusi ļoti nozīmīgu ieguldījumu kosmosa izpētē caur tās viļņiem. Pateicoties tam, var piedāvāt citus modeļus, lai izprastu telpas uzvedību un visas tās īpašības.
Atklājums
Lai gan viena no pēdējām Alberta Einšteina hipotēzēm viņa relativitātes teorijā bija gravitācijas viļņu apraksts, tās tika atklātas gadsimtu vēlāk. Tādējādi šo gravitācijas viļņu esamību, uz kuriem norādīja Einšteins, var apstiprināt. Pēc šī zinātnieka domām, šāda veida viļņu esamība radās no matemātiska atvasinājuma, kas apgalvoja, ka neviens objekts vai signāls nevar būt ātrāks par gaismu.
Jau gadsimtu vēlāk, 2014. gadā, BICEP2 observatorija paziņoja par gravitācijas viļņu atklāšanu un terasēm, kas radās Visuma paplašināšanās laikā Big Bang. Drīz pēc tam šīs ziņas varēja noliegt, kad tika redzēts, ka tas nav īsts.
Gadu vēlāk LIGO eksperimenta zinātnieki spēja atklāt šos viļņus. Tādā veidā viņi pārliecinājās par klātesamību, lai pasludinātu ziņas. Tāpēc Lai gan atklājums bija 2015. gadā, viņi par to paziņoja 2016. gadā.
Gravitācijas viļņu galvenās īpašības un izcelsme
Apskatīsim, kuras ir reprezentatīvākās īpašības, kas padara gravitācijas viļņus par vienu no svarīgākajiem atklājumiem fizikas jomā pēdējos gados. Tie ir traucējumi, kas maina laiktelpas dimensijas tādā veidā, ka tam izdodas to paplašināt, neļaujot tam atgriezties sākotnējā stāvoklī. Galvenā iezīme ir tā, ka tās spēj izplatīties ar gaismas ātrumu un visos virzienos. Tie ir šķērsvirziena viļņi, un tos var polarizēt. Tas nozīmē, ka tai ir arī magnētiskā funkcija.
Šie viļņi var transportēt enerģiju lielā ātrumā un ļoti tālās vietās. Varbūt viena no šaubām par gravitācijas viļņiem ir tā, ka tās izcelsmi nevar noteikt pilnībā. Tās var parādīties dažādās frekvencēs atkarībā no katra intensitātes.
Lai gan tas nav pilnīgi skaidrs, ir daudz zinātnieku, kas mēģina noteikt, kā rodas gravitācijas viļņi. Apskatīsim, kādas ir iespējamās situācijas, kurās tās var veidoties:
- Kad divi vai vairāki ļoti lielas masas telpas ķermeņi mijiedarbojas viens ar otru. Šīm masām jābūt milzīgām, lai iedarbotos smaguma spēks.
- Divu melno caurumu orbītu reizinājums. Vairāk par šo parādību varat uzzināt rakstā par supermasīvie melnie caurumi.
- Tos var radīt divu galaktiku sadursme. Acīmredzot tas ir kaut kas, kas nenotiek katru dienu
- Tie var rasties, kad divu neitronu orbītas sakrīt.
Atklāšana un nozīme
Tagad īsi analizēsim, kā LIGO zinātnieki ir spējuši identificēt šāda veida viļņus. Mēs zinām, ka tie rada mikroskopiska izmēra traucējumus un ka tos var noteikt tikai ar ļoti tehnoloģiski progresīvām ierīcēm. Jāņem vērā arī tas, ka šīs ierīces ir ļoti delikātas. Tos sauc par interferometriem. Tie ir veidoti no vairākus kilometrus garu tuneļu sistēmas un ir izvietoti L formā. Lāzeri šķērso šos kilometrus garos tuneļus, atlecot no spoguļiem un traucējot, kad tie šķērso viens otru. Kad rodas gravitācijas vilnis, to var lieliski noteikt ar deformāciju telpā-laikā. Šī deformācija notiek starp spoguļiem, kas atrodami interferometrā.
Citi rīki, kas var arī noteikt gravitācijas viļņus, ir radioteleskopi. Šādi radioteleskopi var izmērīt pulsāru gaismu. Šāda veida viļņu noteikšanas nozīme ir tā, kas ļauj cilvēkiem labāk izpētīt Visumu. Un vai, pateicoties šiem viļņiem, jūs labi dzirdat vibrācijas, kas paplašinās telpā-laikā. Šo viļņu atklāšana ļāva saprast, ka Visumu var deformēt un visas deformācijas izplešas un saraujas visā telpā ar viļņu formu.
Jāpiebilst, ka gravitācijas viļņu veidošanai ir jārada vardarbīgi procesi, piemēram, melno caurumu sadursme. Pateicoties šo viļņu izpētei, var iegūt informāciju par šiem notikumiem un kataklizmām, kas notiek kosmosā. Visas parādības var palīdzēt izprast un izskaidrot daudzus fizikas pamatlikumus. Pateicoties tam, var sniegt lielu informācijas apjomu par kosmosu, tā izcelsmi un to, kā zvaigznes deformējas vai pazūd. Visa šī informācija ir iegūta arī, lai uzzinātu vairāk par melnajiem caurumiem. Gravitācijas viļņa piemērs Tas tiek atrasts zvaigznes sprādzienā, divu meteorītu sadursmē vai tad, kad veidojas melnais caurums. To var atrast arī supernovas sprādzienā.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par gravitācijas viļņiem un to īpašībām.