Vieme, že oblasť fyziky má veľa aspektov, ktoré väčšine ľudí dosť sťažujú porozumenie. Jedným z týchto aspektov je gravitačné vlny. Tieto vlny predpovedal vedec Albert Einstein a boli objavené 100 rokov po ich predpovedi. Predstavujú prielom pre vedu v Einsteinovej teórii relativity.
Preto sa budeme venovať tomuto článku, aby sme vám povedali všetko, čo potrebujete vedieť o gravitačných vlnách, ich charakteristikách a dôležitosti.
Čo sú to gravitačné vlny
Hovoríme o znázornení poruchy v časopriestore, ktorá je generovaná existenciou zrýchleného masívneho telesa produkujúceho expanziu energie do všetkých smerov rýchlosťou svetla. Fenomén gravitačných vĺn umožňuje časopriestoru natiahnuť sa bez možnosti návratu do pôvodného stavu. Generuje tiež mikroskopické poruchy, ktoré je možné vnímať iba v moderných vedeckých laboratóriách. Všetky gravitačné poruchy sú schopné šíriť sa rýchlosťou svetla.
Spravidla sa vyrábajú medzi dvoma alebo viacerými vesmírnymi telesami, ktoré produkujú šírenie energie, ktorá sa prenáša všetkými smermi. Je to jav, ktorý spôsobuje, že sa časopriestor rozširuje takým spôsobom, že sa môže vrátiť do pôvodného stavu. Objav gravitačných vĺn veľmi významne prispel k štúdiu vesmíru prostredníctvom jeho vĺn. Vďaka tomu možno navrhnúť ďalšie modely, aby sme pochopili chovanie vesmíru a všetky jeho vlastnosti.
objav
Aj keď jednou z posledných hypotéz Alberta Einsteina v jeho teórii relativity bol popis gravitačných vĺn, boli zistené o storočie neskôr. Preto existenciu týchto gravitačných vĺn, na ktoré Einstein poukázal, možno potvrdiť. Podľa tohto vedca existencia tohto typu vĺn pochádzala z matematickej derivácie, ktorá uvádzala, že žiadny objekt alebo signál nemôže byť rýchlejší ako svetlo.
Už o storočie neskôr v roku 2014 observatórium BICEP2 oznámilo objav a terasy gravitačných vĺn, ktoré vznikli počas rozpínania vesmíru v Veľký tresk. Krátko nato bolo možné túto správu poprieť, keď som videl, že to nie je skutočné.
O rok neskôr boli vedci experimentu LIGO schopní tieto vlny zistiť. Týmto spôsobom si zabezpečili účasť na ohlasovaní správ. Preto Aj keď bol objav v roku 2015, oznámili ho v roku 2016.
Hlavné charakteristiky a pôvod gravitačných vĺn
Pozrime sa, aké sú najreprezentatívnejšie charakteristiky, vďaka ktorým sú gravitačné vlny jedným z najdôležitejších objavov v oblasti fyziky za posledné roky. Jedná sa o poruchy, ktoré menia rozmery časopriestoru takým spôsobom, že sa mu ho podarí rozšíriť bez toho, aby mu umožnil návrat do pôvodného stavu. Hlavnou charakteristikou je, že sú schopné šíriť sa rýchlosťou svetla a do všetkých smerov. Sú to priečne vlny a môžu byť polarizované. To znamená, že má aj magnetickú funkciu.
Tieto vlny môžu prenášať energiu vysokou rýchlosťou a vo veľmi vzdialených priestoroch. Možno jednou z pochybností o gravitačných vlnách je, že jeho pôvod nemožno určiť ako celok. Môžu sa objavovať na rôznych frekvenciách v závislosti od intenzity každého z nich.
Aj keď to nie je úplne jasné, existuje veľa vedcov, ktorí sa snažia zistiť, ako gravitačné vlny vznikajú. Pozrime sa, aké sú možné situácie, v ktorých môžu vzniknúť:
- Keď medzi sebou interagujú dve alebo viac telies s veľmi vysokou hmotnosťou. Tieto hmotnosti musia byť obrovské, aby mohla pôsobiť gravitačná sila.
- Produkt obežných dráh dvoch čiernych dier.
- Môžu byť generované zrážkou dvoch galaxií. Je zrejmé, že sa to deje každý deň
- Môžu vzniknúť, keď sa obežné dráhy dvoch neutrónov zhodujú.
Zistenie a dôležitosť
Poďme si teraz v krátkosti rozobrať, ako boli vedci z LIGO schopní identifikovať tieto typy vĺn. Vieme, že generujú poruchy mikroskopickej veľkosti a že ich možno zistiť iba pomocou veľmi pokročilých technologických zariadení. Musím tiež pamätať na to, že tieto zariadenia sú veľmi jemné. Sú známe pod menom interferometre. Tvorí ich sústava tunelov vzdialených od seba niekoľko kilometrov a usporiadaných do tvaru L. Lasery prechádzajú týmito kilometrami dlhými tunelmi, ktoré sa odrážajú od zrkadiel a pri prechode prekážajú. Keď dôjde k gravitačnému praku, dá sa dokonale detekovať deformáciou v časopriestore. Medzi zrkadlami nájdenými v interferometri nastáva stabilná tvorba.
Ďalším nástrojom, ktorý dokáže detekovať aj gravitačné vlny, sú rádioteleskopy. Takéto rádioteleskopy môžu merať svetlo z pulzarov. Dôležitosť detekcie týchto typov vĺn je to, čo umožňuje ľudským bytostiam lepšie skúmať vesmír. A to je, že vďaka týmto vlnám môžete dobre počuť vibrácie, ktoré sa rozširujú v časopriestore. Objav týchto vĺn umožnil pochopiť, že vesmír môže byť deformovaný a všetky deformácie sa rozpínajú a sťahujú v celom vesmíre pomocou tvaru vlny.
Je potrebné poznamenať, že pre vznik gravitačných vĺn musia byť vytvorené prudké procesy, ako napríklad zrážka čiernych dier. Tieto udalosti a kataklizmy sa vo vesmíre vyskytujú práve vďaka štúdiu týchto vĺn, pomocou ktorých možno získať informácie. Všetky javy môžu pomôcť pochopiť a vysvetliť mnoho základných zákonov v oblasti fyziky. Vďaka tomu možno poskytnúť veľké množstvo informácií o vesmíre, jeho pôvode a o tom, ako sa hviezdy deformujú alebo miznú. Všetky tieto informácie sú odvodené aj kvôli získaniu ďalších informácií o čiernych dierach. Príklad gravitačnej vlny Nachádza sa pri výbuchu hviezdy, zrážke dvoch meteoritov alebo pri vzniku čiernych dier. Možno ho nájsť aj pri výbuchu supernovy.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o gravitačných vlnách a ich vlastnostiach.