Vemo, da ima področje fizike veliko vidikov, ki jih večina ljudi precej težko razume. Eden od teh vidikov je gravitacijski valovi. Te valove je napovedal znanstvenik Albert Einstein in so jih odkrili 100 let po njihovi napovedi. Predstavljajo preboj za znanost v Einsteinovi teoriji relativnosti.
Zato bomo temu članku posvetili vse, kar morate vedeti o gravitacijskih valovih, njihovih značilnostih in pomenu.
Kaj so gravitacijski valovi
Govorimo o upodobitvi motenj v prostoru-času, ki nastanejo zaradi obstoja pospešenega masivnega telesa, ki s svetlobno hitrostjo širi energijo v vse smeri. Pojav gravitacijskih valov omogoča, da se prostor-čas raztegne, ne da bi se lahko vrnil v prvotno stanje. Ustvarja tudi mikroskopske motnje, ki jih lahko zaznamo samo v naprednih znanstvenih laboratorijih. Vse gravitacijske motnje se lahko širijo s svetlobno hitrostjo.
Običajno nastajajo med dvema ali več vesoljskimi telesi, ki proizvajajo širjenje energije, ki se prenaša v vse smeri. To je pojav, ki povzroči, da se prostor-čas razširi tako, da se lahko vrne v prvotno stanje. Odkritje gravitacijskih valov je zelo pomembno prispevalo k proučevanju vesolja skozi njegove valove. Zahvaljujoč temu lahko predlagamo druge modele, da bi razumeli vedenje prostora in vse njegove značilnosti.
Odkritje
Čeprav je bila ena zadnjih hipotez Alberta Einsteina v njegovi teoriji relativnosti opis gravitacijskih valov, so jih odkrili stoletje kasneje. Tako obstoj teh gravitacijskih valov, na katere je opozoril Einstein, je mogoče potrditi. Po mnenju tega znanstvenika je obstoj te vrste valov izhajal iz matematične izpeljave, ki je dejala, da noben predmet ali signal ne more biti hitrejši od svetlobe.
Že stoletje kasneje leta 2014 je observatorij BICEP2 napovedal odkritje in terase gravitacijskih valov, ki so nastali med širjenjem vesolja v Big Bang. Kmalu zatem bi to novico lahko zavrnili, ko bi videli, da to ni resnično.
Leto kasneje so znanstveniki eksperimenta LIGO lahko zaznali te valove. Na ta način so poskrbeli za prisotnost za razglasitev novic. Tako Čeprav je bilo odkritje leta 2015, so ga napovedali leta 2016.
Glavne značilnosti in izvor gravitacijskih valov
Poglejmo, katere so najbolj reprezentativne značilnosti, zaradi katerih so gravitacijski valovi eno najpomembnejših odkritij na področju fizike v zadnjih letih. To so motnje, ki dimenzije prostora-časa spremenijo tako, da ga uspe razširiti, ne da bi mu bilo treba vrniti v prvotno stanje. Glavna značilnost je, da se lahko širijo s svetlobno hitrostjo in v vse smeri. So prečni valovi in jih je mogoče polarizirati. To pomeni, da ima tudi magnetno funkcijo.
Ti valovi lahko prenašajo energijo z veliko hitrostjo in v zelo oddaljenih prostorih. Morda je eden od dvomov o gravitacijskih valovih ta, da njegovega izvora ni mogoče določiti v celoti. Pojavijo se lahko v različnih frekvencah, odvisno od intenzivnosti vsakega od njih.
Čeprav ni povsem jasno, obstaja veliko znanstvenikov, ki poskušajo ugotoviti, kako izvirajo gravitacijski valovi. Poglejmo, katere so možne situacije, v katerih se lahko oblikujejo:
- Ko dve ali več vesoljskih teles zelo velike mase medsebojno sodelujeta. Te mase morajo biti ogromne, da bo sila gravitacije začela učinkovati.
- Zmnožek orbit dveh črnih lukenj.
- Nastanejo lahko ob trku dveh galaksij. Očitno je to nekaj, kar se ne dogaja vsak dan
- Nastanejo lahko, ko sovpadajo orbiti dveh nevtronov.
Odkrivanje in pomen
Zdaj pa na kratko analiziramo, kako so znanstveniki LIGO lahko prepoznali te vrste valov. Vemo, da povzročajo motnje mikroskopske velikosti in da jih lahko zaznajo le visoko napredne tehnološke naprave. Upoštevati moram tudi, da so te naprave zelo občutljive. Znani so po imenu interferometri. Sestavljeni so iz sistema tunelov, oddaljenih nekaj kilometrov, in so razporejeni v obliki črke L. Skozi te kilometer dolge tunele prehajajo laserji, ki se odbijajo od ogledal in motijo pri prečkanju. Ko pride do gravitacijske frače, jo lahko popolnoma zaznamo z deformacijo v prostoru-času. Med ogledali, ki jih najdemo v interferometru, pride do stabilne tvorbe.
Druga orodja, ki lahko zaznajo tudi gravitacijske valove, so radijski teleskopi. Takšni radijski teleskopi lahko merijo svetlobo od pulzarjev. Pomembnost odkrivanja teh vrst valov je tisto, kar ljudem omogoča, da bolje raziskujejo vesolje. In ali zahvaljujoč tem valovom dobro slišite vibracije, ki se širijo v prostoru-času. Odkritje teh valov je omogočilo razumevanje, da je vesolje mogoče deformirati in se vse deformacije razširijo in krčijo po vesolju z valovno obliko.
Treba je opozoriti, da je treba za oblikovanje gravitacijskih valov ustvariti nasilne procese, kot je trk črnih lukenj. Zahvaljujoč preučevanju teh valov, s pomočjo katerih je mogoče dobiti informacije, se ti dogodki in kataklizme dogajajo v kozmosu. Vsi pojavi lahko pomagajo razumeti in razložiti številne osnovne zakone s področja fizike. Zahvaljujoč temu lahko dobimo veliko informacij o vesolju, njegovem izvoru in o tem, kako se zvezde deformirajo ali izginejo. Vse te informacije so pridobljene tudi zato, da bi izvedeli več o črnih luknjah. Primer gravitacijskega vala Najdemo ga pri eksploziji zvezde, trku dveh meteoritov ali ko nastanejo črne luknje. Najdemo ga tudi v eksploziji supernove.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o gravitacijskih valovih in njihovih značilnostih.