Nå, du har haft tid nok til at tænke over opdagelsen af LIGO gravitationsbølger, forstå hvad det er og drage interessante konklusioner for dig selv. Betydningen af denne opdagelse chokerede verden, så du vil være interesseret i at lære om de mindre kendte sider af den. For eksempel…
Tyngdekraftsbølger bør ikke være nyttige
Dette er et almindeligt spørgsmål, der opstår med en ny videnskabelig opdagelse: kan tyngdebølger være der? Kan du svømme på dem? Generelt kan du gøre noget nyttigt med dem? For eksempel opbygge en tyngdekraftsmaskine. Eller et kædedrev. Alle disse ideer er vidunderlige på deres egen måde, men de fanger ikke hovedpointen. Vi studerer ikke tyngdekraftsbølger for at gøre noget. Vi studerer tyngdekraftsbølger, fordi vi ønsker at forstå tyngdekraftsbølger.
Richard Feynman sagde det meget godt:
"Fysik er som sex: det kan selvfølgelig give nogle praktiske resultater, men det er ikke derfor, vi gør det."
Det er åbenbart vanskeligt at forudsige fremkomsten af nye teknologier, der kan tage deres vejafgift fra denne opdagelse. Tag f.eks. En laser. Da det blev oprettet i 1960, troede mange, at det ikke ville have nogen praktisk anvendelse. Selvfølgelig tog de fejl. Lasere er overalt i dag.
Salgsfremmende video:
LIGO-detektion beviser ikke eksistensen af tyngdebølger
Men lad os starte med essensen af "beviset". Videnskab beviser aldrig sandheden om noget - det kan simpelthen ikke gøre det. Videnskab bygger modeller. Hvis disse modeller svarer til ægte data, fantastisk - men det validerer ikke modellen. Omvendt, hvis du finder data, der er uoverensstemmende med din model, kan dette indikere, at modellen er i fejl. Så ordet "bevis" behøver ikke bruges.
Fjernere. LIGO har ikke bevist eksistensen af tyngdebølger. Men dette projekt var det første til at indsamle beviser til støtte for gravitationsbølgemodellen. Er det bedre? Ingen. Problemet er stadig. Lad os gå tilbage til fortiden. I 1993 modtog Russell Hulse og Joseph Taylor, Jr. Nobelprisen i fysik for deres opdagelse af en binær pulsar med en variabel omløbstid. Ifølge Einsteins generelle relativitetsteori skal disse pulsarer udsende tyngdebølger og mindske kredsløbstiden, som Hulse og Taylor præcist opdagede. Vi kan sige, at de var de første til at opnå overbevisende beviser for eksistensen af tyngdebølger.
Men opdagede ikke LIGO bølger i stedet for bare at lede efter beviser for deres eksistens? Du kan sige det, men det hele afhænger af, hvad der betragtes som "direkte måling". Ingen så en tyngdekraftsbølge. LIGO så spejle bevæge sig, bevæbnet med gravitationsbølger. Gør mig ikke forkert, opdagelsen er virkelig seriøs.
LIGO ville ikke have detekteret dette signal uden Advanced LIGO
Avanceret LIGO har øget detektorernes følsomhed. Da gravitationsbølgens signalstyrke svækkes med den tilbagelagte afstand, giver en mere følsom detektor dig mulighed for at "se" universet yderligere. Meget længere.
Uden avanceret LIGO ville en gravitationsbegivenhed (som en kollision af neutronstjerner) være krævet meget tættere på Jorden. Hvis disse begivenheder er sjældne, vil det tage lang tid. Ved at øge observationsafstanden øger LIGO chancerne for at opdage fremtidige begivenheder.
Der er investeret meget i LIGO
US National Science Foundation har siden 1970'erne investeret i søgen efter tyngdekraftsbølger. Siden da har det investeret omkring 1,1 mia. $. Dette er en masse penge fordelt over en temmelig lang tid. Selvfølgelig vil alle gerne give tilbage tidligt, men det fungerer ikke altid på den måde. Videnskaben ved, hvordan man venter, holder ud, ikke ser fremskridt i lang tid (selvom der er fremskridt). Er dette projekt en milliard dollars værd? Absolut. Men i 2015 brugte det amerikanske militær 600 milliarder dollars, så på denne baggrund synes investering i LIGO at være vrøvl.
Der er planer om at sende en tyngdekraftsbølgedetektor ud i rummet
Nemlig. Detektoren i rummet er fri for irriterende støj på jorden. Og der vil også være et vakuum. Rumgravitationsobservatoriet vil også være ret stort, da spejle skal placeres forskellige steder. Der vil være mange tekniske problemer forbundet med dette, men vi vil prøve.
Dette er målet med eLISA-programmet. Programmet lancerede to LISA Pathfinder testmasser. Denne særlige mission vil teste, hvor nøjagtigt to masser kan placeres - et nødvendigt skridt i retning af at opbygge et rumbaseret tyngdekraftsobservatorium.
Lavfrekvente tyngdekraftsbølger kan måles med et radioteleskop
Pulsarer er som universets ur. Timingen (timing) af en pulsar måles med radioteleskoper (som bruger radiobølger i stedet for synligt lys). Hvordan kunne de bruges som tyngdekraftsbølgedetektorer? Se for eksempel på pulssignaler forskellige steder. Når en lavfrekvent tyngdekraftsbølge passerer gennem pulsarer, ændres deres egen timing. Baseret på ændringer i tiden og placeringen af pulsarerne kan du i det væsentlige oprette en gigantisk version af LIGO i rummet (den største). Disse kaldes pulsar tidsgitterarrays, og de er helt reelle.
Måske er LIGO glad for at have rapporteret opdagelsen af en gravitationsbølge, før radioteleskoper gjorde det.