Me teame, et füüsikavaldkonnas on palju aspekte, mis muudavad selle mõistmise enamiku inimeste jaoks üsna raskeks. Üks neist aspektidest on gravitatsioonilained. Neid laineid ennustas teadlane Albert Einstein ja nad avastati 100 aastat pärast nende ennustamist. Need esindavad teaduse läbimurret Einsteini relatiivsusteoorias.
Seetõttu pühendame selle artikli, et teile öelda kõik, mida peate teadma gravitatsioonilainete, nende omaduste ja olulisuse kohta.
Mis on gravitatsioonilained
Me räägime aegruumi häire kujutamisest, mis tekib kiirendatud massiivse keha olemasolul, mis tekitab valguse kiirusel energia laienemist kõikides suundades. Gravitatsioonilainete fenomen võimaldab aegruumil venitada, ilma et oleks võimalik oma algsesse olekusse naasta. See tekitab ka mikroskoopilisi häireid, mida on võimalik tajuda ainult arenenud teaduslaborites. Kõik gravitatsioonilised häired on võimelised levima valguse kiirusel.
Need tekivad tavaliselt kahe või enama kosmosekeha vahel, mis toodavad energia levikut, mida transporditakse igas suunas. See on nähtus, mis põhjustab aegruumi laienemise nii, et see võib naasta oma algsesse olekusse. Gravitatsioonilainete avastamine on andnud väga olulise panuse kosmose uurimisse selle lainete kaudu. Tänu sellele saab välja pakkuda muid mudeleid, et mõista ruumi käitumist ja kõiki selle omadusi.
Avastus
Ehkki Albert Einsteini üks viimaseid hüpoteese tema relatiivsusteoorias oli gravitatsioonilainete kirjeldus, avastati need sajand hiljem. Seega nende gravitatsioonilainete olemasolu, millele Einstein osutas, saab kinnitada. Selle teadlase sõnul tuli seda tüüpi lainete olemasolu matemaatilisest tuletusest, mis väitis, et ükski objekt ega signaal ei saa olla kiirem kui valgus.
Juba sajand hiljem, 2014. aastal teatas BICEP2 vaatluskeskus gravitatsioonilainete avastamisest ja terrassidest, mis tekkisid universumi laienemise ajal Big Bang. Varsti pärast seda sai seda uudist eitada, kui nägi, et see pole tõeline.
Aasta hiljem suutsid LIGO eksperimendi teadlased need lained tuvastada. Nii hoolitsesid nad uudiste kuulutamise osalemise eest. Seega Kuigi avastus oli 2015. aastal, teatasid nad sellest 2016. aastal.
Gravitatsioonilainete peamised omadused ja päritolu
Vaatame, mis on kõige esinduslikumad omadused, mis muudavad gravitatsioonilained üheks olulisemaks avastuseks füüsika vallas viimastel aastatel. Need on häired, mis muudavad aegruumi mõõtmeid nii, et tal õnnestub seda laiendada, lubamata tal algsesse olekusse naasta. Peamine omadus on see, et nad on võimelised levima valguskiirusel ja igas suunas. Need on põiklained ja neid saab polariseerida. See tähendab, et sellel on ka magnetfunktsioon.
Need lained suudavad energiat transportida suurel kiirusel ja väga kaugetes ruumides. Võib-olla on gravitatsioonilainete osas üks kahtlusi see, et selle päritolu ei saa tervikuna kindlaks määrata. Need võivad ilmuda erinevates sagedustes sõltuvalt igaühe intensiivsusest.
Kuigi see pole täiesti selge, on palju teadlasi, kes püüavad kindlaks teha, kuidas gravitatsioonilained tekivad. Vaatame, millised on võimalikud olukorrad, kus neid saab moodustada:
- Kui kaks või enam väga suure massiruumiga keha suhtlevad omavahel. Need massid peavad olema tohutud, et raskusjõud jõustuks.
- Kahe musta augu orbiitide korrutis.
- Neid saab tekitada kahe galaktika kokkupõrkel. Ilmselgelt ei juhtu seda iga päev
- Need võivad tekkida siis, kui kahe neutroni orbiidid langevad kokku.
Tuvastamine ja tähtsus
Analüüsime nüüd lühidalt, kuidas LIGO teadlased on suutnud seda tüüpi laineid tuvastada. Me teame, et need tekitavad mikroskoopilise suurusega häireid ja et neid saab tuvastada ainult tehnoloogias kõrgelt arenenud seadmete abil. Pean ka silmas pidama, et need seadmed on väga õrnad. Neid tuntakse interferomeetrite nime järgi. Need koosnevad tunnelite süsteemist, mille vahekaugus on mitu kilomeetrit ja mis on paigutatud L-kujuliseks. Laserid läbivad neid kilomeetri pikkuseid tunneleid, mis põrkavad peeglitelt maha ja segavad ületamisel. Kui gravitatsiooniline pildumine toimub, saab selle aegruumi deformatsiooniga suurepäraselt tuvastada. Interferomeetris leiduvate peeglite vahel tekib stabiilne moodustumine.
Muud tööriistad, mis suudavad tuvastada ka gravitatsioonilaineid, on raadioteleskoobid. Sellised raadioteleskoobid suudavad mõõta pulsarite valgust. Seda tüüpi lainete avastamise tähtsus on see, mis võimaldab inimestel universumit paremini uurida. Ja kas tänu nendele lainetele kuulete hästi aegruumi laienevaid vibratsioone. Nende lainete avastamine on võimaldanud mõista, et universumit saab deformeerida ning kõik deformatsioonid laienevad ja tõmbuvad kogu ruumis kokku lainekujuga.
Tuleb märkida, et gravitatsioonilainete tekkimiseks tuleb luua vägivaldsed protsessid, näiteks mustade aukude kokkupõrge. Just tänu nende lainete uurimisele, mille abil teavet saab, toimuvad need sündmused ja kataklüsmid kosmoses. Kõik nähtused võivad aidata mõista ja selgitada paljusid füüsika valdkonna põhiseadusi. Tänu sellele saab anda palju teavet kosmose, selle päritolu ja selle kohta, kuidas tähed deformeeruvad või kaovad. Kogu see teave on saadud ka mustade aukude kohta lisateabe saamiseks. Gravitatsioonilaine näide Seda leitakse tähe plahvatuses, kahe meteoriidi kokkupõrkel või mustade aukude tekkimisel. Seda võib leida ka supernoova plahvatuses.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada gravitatsioonilainetest ja nende omadustest.