Forskere forbereder sig på at meddele eksistensen af gravitationsbølger
Beviset for eksistensen af gravitationsbølger, forudsagt af Albert Einsteins generelle relativitetsteori (GR), vil blive præsenteret af amerikanske forskere næste torsdag. Disse bølger blev ifølge mikroblogging fra Arizona State University kosmolog Lawrence Krauss opdaget af de opgraderede detektorer fra LIGO-observatoriet. Vi bad Pavel IVANOV, en førende forsker i Institut for Teoretisk Astrofysik i Astro-Space Center i Lebedev Physical Institute, om at forklare MK-læserne betydningen af gravitationsbølger.
Så hvor startede det hele? Hvis man i global forstand, selvfølgelig, med Albert Einsteins generelle relativitetsteori, der forudsagde, at et kosmisk legeme, der flyver med en ændret acceleration, skaber en forstyrrelse af rum-tid - en gravitationsbølge. Indirekte er dens eksistens allerede blevet bevist som et resultat af konvergensen af tætte systemer af binære stjerner - de mistede energi til stråling af gravitationsbølger. Men indtil for nylig var det ikke muligt at registrere bølgerne selv på grund af deres lille størrelse.
Og nu er der bevis for, at LIGO-detektoren, den hidtil mest følsomme enhed og specielt oprettet til fastgørelse af gravitationsbølger, lykkedes. Han registrerede rumforvridninger efter at have observeret fusionen af to massive sorte huller med masser på 29 og 36 solmasser. Efter fusionen var objektets masse 62 solmasser.
Foto: ru.wikipedia.org
Disse oplysninger lækkede faktisk ikke fra LIGO. I midten af januar rapporterede teoretikeren University of Arizona Lawrence Krauss om sensationen på Twitter. Men det videnskabelige samfund begyndte at tale alvorligt om opdagelsen af gravitationsbølger først efter at den teoretiske fysiker Clifforth Burjess og webstedet for tidsskriftet Science meddelte om den kommende konference den 11. februar.
Så hvad forventer vi fra åbningen? Spørger jeg Ivanov
Salgsfremmende video:
- Bevis for, at der findes gravitationsbølger, åbner et nyt vindue til universet for menneskeheden. Vi modtager et ekstra værktøj til at studere det til alle de områder af elektromagnetiske bølger, vi allerede har: fra radiobølger til gammastråling. Hvis vi pålideligt registrerer gravitationsbølger, kan vi lære meget om sorte huller, neutronstjerner, hvordan de smelter sammen, hvordan de udvikler sig, og så videre. Om universet selv, selvfølgelig …
Efter hvad begyndte søgningen efter gravitationsbølger?
”Vi ved, at mange organer, der mister energi, udsender tyngdekraftsbølger. En dobbelt pulsar blev opdaget, det vil sige to neutronstjerner, der kredser i forhold til hinanden. Da vi målte bane for pulsaren, fandt vi, at den bliver mindre netop på grund af stråling af tyngdekraftsbølger. Kun for denne pulsar, til opdagelsen af strålingseffekten, fik forskere Nobelprisen!
Hvorfor er det så svært at opdage en gravitationsbølge?
- Det er meget svagt: når det passerer, forårsager det en forskydning i længden af det observerende instrument med 10 til -23 gange! Forskere havde brug for enorme midler og bestræbelser på at lære at måle sådanne svage signaler. Og vi siger endnu ikke, at de blev opdaget … Der er flere eksperimentelle installationer i verden ved hjælp af hvilke specialister, der ønsker at fange forskydningen. En af dem er LIGO, et multi-kilometer interferometer med laser.
”Så ved hjælp af tyngdepunktbølger kan du bedre studere dynamikken i sorte huller. Hvad er forskellen med elektromagnetiske bølger?
- Ved hjælp af elektromagnetisk stråling er undersøgelsen vanskeligere - der er mange usikkerheder, man skal altid tage hensyn til dynamikken i gassen …
Hvis det er bevist, at der findes gravitationsbølger, hvem er da den største udfordrer til Nobelprisen?
- Hvis prisen gives, er det sandsynligvis ikke til teoretikere, men til dem, der beskæftiger sig med instrumenter. Selvom vores forskere også gav et stort bidrag til teorien om tyngdekraftsbølger. I sovjetiske tider var sådan en selvfølgelig Yakov Zeldovich og repræsentanter for hans skole, nu ledes retning af korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi Vladimir Braginsky. Fra udenlandske kolleger samarbejder han om dette emne med Kip Thorn.
Er Kip Thorne en konsulent på Interstellar, der indeholder ormehuller - tid-rum tunneler meget populært?
- Jeg forstår dit tip. Men nej, ormehuller har en helt anden status, både teoretisk og iagttagende. Dette er meget mere fantastiske ting end gravitationsbølger, hvis eksistens vi ikke er i tvivl om.
Men som vi forstod fra filmen, ormehuller (eller "ormehuller") skyldes netop gravitationsbølger …
”Nej, disse bølger kan aldrig danne et ormehul. Inden for rammerne af den eksisterende teori er det generelt umuligt at fremstille dem, de skal eksistere oprindeligt lige fra begyndelsen af universets udvidelse. Og for at støtte dem, så de ikke falder sammen, har du brug for et stof med usædvanlige egenskaber, som har en negativ energitæthed. Generelt er ormehuller et hypotetisk objekt, teori forbyder dem ikke, men indtil videre er der ingen forståelse for, hvad de skal bestå af.
Natalia Vedeneeva