Univers

Tyngdekraftsbølger

Tyngdekraftsbølger

Nogle ligninger formuleret af Einstein i 1915 forudsagde eksistensen af ​​et kaldet fænomen tyngdekraftsbølger. I slutningen af ​​2015 blev disse bølger detekteret direkte.

Vi ved alle, hvad bølgerne er. For eksempel dem, der dannes i en dam med stille vand, når en sten kastes.

I Relativitetsteori, Einstein demonstrerer, at rum og tid ikke er uafhængige af hinanden, men udgør en unik kaldet enhed rumtid. Hvis vi forestiller os, at disse to variabler sammen danner en todimensionel flad elastisk membran, kan vi gætte, at i nærværelse af en masse, rumtid vil "deformere", som en normal membran ville gøre under vægten af ​​en billardkugle.

Ethvert andet objekt med masse bemærker, at deformation og tvinges til at følge andre veje, end det ville følge, hvis membranen ikke var deformeret. Virkningen eller konsekvensen af ​​den buede geometri af rumtid er tyngdekraft, og det er sådan, relativitet formår at forklare den berømte universel gravitation opdaget af Newton.

Hvordan opstår gravitationsbølger?

Fremskyndede massive kroppe producerer udsving i det rum-tid stof, der forplantes som en bølge i hele universet. Dette er tyngdekraftsbølger planlagt af Einstein og nu opdaget.

Kun usædvanlige begivenheder i kosmiske objekter med enorme masser, såsom neutronstjerner, gammastråle-bursts eller sorte huller, kan producere bølger med nok energi til at blive detekteret; begivenheder så kraftige som for eksempel eksplosionen af ​​en kæmpe supernova eller fusionen af ​​to sorte huller.

Tyngdekraftsbølger forkorter rumtid i den ene retning, forlænger den i den anden og formerer sig med lysets hastighed. Intet stopper eller reflekterer dem; Derfor, i modsætning til lys og andre elektromagnetiske bølger, betyder det næppe noget, hvor mange genstande de finder i deres sti, indtil de når Jorden.

Hvorfor er de vigtige? Nogle begivenheder i universet er meget vanskelige at opdage direkte. Se for eksempel sorte huller, som ikke udsender lys. De kan dog udsende tyngdepunktbølger til tider, såsom når to af dem kolliderer og smelter sammen. Dette er, hvad der skete første gang gravitationsbølger blev fundet. De kan endda forklare os, hvad der skete i universets første sekund, lige efter Big Bang. Man håber, at denne opdagelse vil hjælpe med at forstå nogle af de store ukendte, som fysik og astronomi stadig har i tankerne.

Hvordan opdages de?

Det avancerede observatorium for gravitationsbølgelaserinterferometri, kendt som LIGO, bestod af to detektorer adskilt med 3.000 kilometer i 2015 i delstaterne Washington og Louisiana. Hver detektor bestod af to stråler laserlys, der var fire kilometer lang, arrangeret i rette vinkler. Når der opstår en gravitationsbølge, forlænges den ene af disse lysstråler, mens den anden forkortes. LIGO kan registrere forskelle på en ti tusindedel af diameteren til en atomkerne.

Det første signal blev fanget den 14. september på de to detektorer på samme tid. Det kom fra en fusion ved 1,3 milliarder lysår og bestod af kollisionen af ​​to sorte huller, hvis masse var 29 og 36 gange Solens. De to huller flettede sammen til et, frigiver en energi svarende til tre solmasser , der blev afskediget i form af tyngdekraftsbølger. Da disse bølger nåede os, 1,3 milliarder år senere, frembragte de en meget lille forstyrrelse af rum-tid, umærkelig for alle, men tilstrækkelig til den meget høje følsomhed for LIGO.

Forskerne Rainer Weiss, Barry Barish og Kip Thorne vandt Nobelprisen i fysik 2017 for deres arbejde med LIGO, gravitationsbølgedetektoren. Juryen har anerkendt dem for en opdagelse, der rystede verden. De tre amerikanske fysikere modtog også prinsessen af ​​Asturias-prisen for deres afgørende arbejde med at fange dette fænomen med Gravitational Wave Laser Interferometry Observatory.

UIB-gruppen af ​​relativitet og gravitation er en pioner i Spanien i studiet af tyngdekraftsbølger. På din side Universets symfoni De tilbyder information og ressourcer om dette emne.

◄ ForrigeNæste ►
Kosmisk strålingUniversets form