Wat ass eng gravitativ Schwéngung?

Den offiziellen Datum vum Ouverture (erkennen) vun gravitativer Wellen ass als 11, 2016 Februar gin. Et ass dunn zu Washington op der Pressekonferenz ofgehalen, de Leadere vun Zesummenaarbecht LIGO, et gouf annoncéiert, datt d'Equipe vun Fuerscher fir d'éischte Kéier an der Geschicht vun der Mënschheet gelongen dëst Phänomen ze befestegt.

D'sinn.` vun der grousser Einstein

Der Tatsaach, datt gravitativer Wellen existéieren, och am Ufank vum leschte Joerhonnert (1916) proposéiert Albert Einstein am Kader vun allgemeng Relativiéit (GR) formuléiert. Eent kann nëmmen um sophistiquéiert Fähegkeeten vun de berühmte Physiker Staunen zréckblécken, déi kënnen sech bis esou wäit-Erréchen Conclusiounen mat engem Minimum vun aktuellen Donnéeë maachen. Ënnert der vill aner kierperlech Phänomener virausgesot datt fonnt Confirmatiouns an den nächsten Joerhonnert (Ralentissement de Passage vun Zäit verwandelt, Ännerungen an elektromagnéitesch Stralung an der Richtung vun gravitativer Felder, etc.) bal d'Präsenz vun dëser Zort vun Schwéngung Interaktioun vun Kierper entdecken, bis viru kuerzem war et net méiglech.

Gravity - eng Illusioun?

Allgemeng, am Liicht vun der Theorie vun Relativitéitstheorie Gravitatioun kaum eng Kraaft. Dëst ass eng Konsequenz vun der perturbation oder curvature vum Raum-Zäit continuum. E gutt Beispill dëst ka bis Ganzt kann Stéck Stoff hat ginn. Ënnert dem Gewiicht op enger Fläch vun enger normaler Objet Faarwe ass eng gemach mat gemaach. Aner Objete am Dréchnen bei dëser Première gëtt de trajectory vun hirem herrlechen änneren, well et "ugezunn" waren. An der Groussregioun d'Gewiicht vun der Objet (méi Duerchmiesser an curvature Déift), der Groussregioun den "Kraaft vun Attraktioun." Wann et iwwer de Stoff Kombinatiounen, kënnt Dir d'Entstoe vun Duden "Welle" kucken.

Eppes ähnlech ass geschitt an der Welt Plaz. All séier Plënneren staark Matière ass d'Quell vun Schwankunge vun der Dicht vu Raum an Zäit. A gravitativer Deel mat engem groussen Amplituden, geformt Kierper mat extrem grouss schwéier oder wann mat super accelerations dreiwend.

kierperlech Spezifikatioune

Schwankunge am Raum-Zäit Tonne selwer als Ännerungen an der gravitativer Terrain manifestéieren. Dëse Phänomen ass och Raum-Zäit Welle genannt. Gravitativer Schwéngung Effet de Kierper an Objeten begéint, bas an Belounung hinnen. Efforten Betrag sinn ganz kleng - vun der Commande vun 10 ^-21 vun der original Gréisst. Déi ganz Schwieregkeet vun Detectioun vun dësem Phänomen ass, datt d'Fuerscher léieren hu wéi dës Ännerungen ze moossen a Rekord déi entspriechend Equipementer benotzt. D'Muecht vun gravitativer Stralung ass och extrem héich - fir de ganze Sonnesystem, dat e puer kilowatts ass.

Zoudem Verbreedung Vitesse vun der gravitativer Wellen hängt liicht op d'Eegeschafte vun der Dirigent mëttelfristeg. De Schwéngunge Amplituden mat Ofstand vun der Quell Verloschter lues awer erreecht ni null. D'Frequenz läit an enger Rei vu verschiddene Zénger un honnerte vun Hertz. D'Vitesse vun gravitativer Wellen am interstellaart mëttel- Approche d' Vitesse vun Liichtjoer.

Inneminister Beweiser

Fir d'éischte Kéier krut eng theoretesch Bestätegung vun der Existenz vun gravitativer Wellen an 1974 den amerikaneschen Astronom Joseph Taylor a Russell Hulse sengem Assistent gespillt. Studéiert Universum via Teleskop Observatoiren Arecibo (Puerto Rico), Fuerscher de Pulsar PSR B1913 + 16 representéiert en Duebelstäresystem System vun Neutronestär Stären entdeckt déi bei engem konstante dréiende Drorakéit (rare Fall) ëm eng gemeinsam Zentrum vun Mass GOEN. All Joer Behandlung Period ass 3,75 Stonnen am Ufank, bis 70 MS reduzéiert. Dëse Wäert ass konsequent mat de Conclusiounen vun der GTR Equatioune dass d'Erhéijung vun Vitesse vun Rotatioun vun dëse Systemer wéinst den Energieverbrauch fir d'Generatioun vun gravitativer Wellen Viraus. Spéider méi duebel Pulsare a wäiss Zwergen mat engem ähnlechen gelooss fonnt gouf. Radio Astronomie D. Taylor an R. Hulse de Nobelpräis an der Physik fir d'Entdeckung vun neie Méiglechkeete vun studéiert gravitativer Felder war vun 1993 ausgezeechent.

Klaut gravitativer Schwéngung

Déi éischt Ausso vun fonnt gravitativer Wellen scho vun der Universitéit vu Maryland Wëssenschaftler Dzhozefa Vebera (USA) an 1969. Fir dës Zweck gebraucht hien déi zwee gravitativer Antennen vun hirem eegenen Design, duerch eng Distanz vun zwee Kilometer getrennt. D'Resonanzfrequenz heescht war e gutt eben-isoléiert losen-Fouss Stéck vun Al, equipéiert mat piezoelectric transducers sensibel. D'Amplituden vun der zoustëmmen fix variabel Weber bewisen méi wéi eng Millioun mol méi héich ginn wéi erwaart. Versich vun anere Fuerscher ähnlechen Equipement mat der "Succès" vun der American Physiker positiv Resultater ze widderhuelen hunn net Kriseperiod. No e puer Joer vun Aarbecht Weber an dësem Beräich hunn insolvent goufen unerkannt, mä den Elan zu der Entwécklung vun "gravitativer Opschwong" fir an dësem Beräich vun der Etude vun villen Experten Vocatioun. Iwwregens, war Dzhozef Veber bis zu sengem Doud sécher gravitativer Wellen ze huelen.

Verbessere der Réceptioun Equipement

supersensitive Eisen besteet - am 70er Wëssenschaftler Bill Feyrbank (USA) huet eng Design vun gravitativer-Schwéngung Drot, gi si vun Flëssegket Helium, mat der Benotzung vun Calamaren entwéckelt. Bestehend an der Zäit ass d'Technik net erlaabt den Nieten un Äre Produit ze gesinn, an der "Metal" realiséiert.

No deem Prinzip ass de gravitativen feieren Auriga heescht am lenyarskoy National schafft (Padova, Italien). Der Basis Struktur vun Al-Magnesium losen an enger Längt vun 3 Meter an engem Duerchmiesser vun 0.6 m. D'Receiver Eenheet Gewiicht vun 2,3 Tonnen an isoléiert gespaart ass, gi si bis bei absolut null Vakuum Chamber. Fir zéien an dréihnen de Weibëschof Kilogramm Äerd an engem Miessunge System baséiert op Computeren fonnt. D'Ideeë Empfindlechkeet vun der Ausrüstung 10 ^-20.

interferometers

Der Basis vun de Fonctionnement vun der interferometric gravitativer Schwéngung detectors Uerden déi selwecht Prinzipien, déi an der Michelson interferometer benotzt ginn. Emissiounen duerch d'Quell vun der Laser hëlze ass an zwou Baachen ënnerdeelt. No MÉI Iwwerleungen a reesen op de Schëlleren Apparater Transferen sinn zesummen erëm bruecht, an der Finale Riichter Amëschen Bild ass wann am Laf vun der Strahlen keng Stéierung (zB, gravitativer Schwéngung) betraff. Esou Equipement ass an ville Länner hunn:

• Geo 600 (Hannover, Däitschland). D'Längt vun de Staubsauger Tunnel 600 Meter.
• TAMA (Japan) mat Schëlleren op 300 m.
• Galaxis (Pisa, Italien) - e gemeinsame Franco-italienesche Projet, lancéiert an 2007 mat engem dräi-Kilometer laang Tunnel.
• LIGO (USA, Pazifik Bedarf), Virwaat der Juegd fir gravitativer Wellen an 2002.

Lescht wäert méi am Detail que.

LIGO Détailléiert

De Projet gouf um Massachusetts a Kalifornien Institut vun Technology vun Wëssenschaftler ageleet. Ëmfaasst zwee Observatoiren getrennt vun 3 dausend. Km, Louisiana an Washington (Stad Livingston an Hanford) mat dräi sëlwecht interferometers. D'Längt vun der vertikal Vakuum Tunnel ass 4 dausend. Meter. Dat ass de gréisste bestehend ähnlech Strukturen ze Datum. Bis 2011, zu villen Versich entdecken gravitativer Wellen hun keng Resultater Kriseperiod. Eng substantiell Upgrade (Détailléiert LIGO) fräi der Empfindlechkeet vun der Ausrüstung an der Rei 300-500 Hz méi wéi fënnef mol, an am Héich-Frequenz Regioun (bis 60 Hz) ass bal eng Commande vun Magnitude, e Wäert wéi geplangt 10 ^{-21 Erréchen.} D'aktualiséiert Projet huet am September 2015, an d'Efforten vun méi wéi enger dausend Mataarbechter vun der Zesummenaarbecht huet mat de Resultater belount ginn.

Gravitativer Wellen sinn fonnt

14. September, 2015 fortgeschratt LIGO detectors zu 7 MS November vun de gréissten Evenementer zu eisem Planéit senger gravitativer Wellen klamm opgeholl dass Plaz vun der Observatiounsméiglechkeeten Universum op der fringes huet - eng Fusioun vun zwou grousse schwaarz Lächer mat Radius vu 29 an 36 mol méi grouss wéi d'Mass. Während dem Prozess, deen virun stattfonnt iwwer 1,3 Ga, an enger Matière vun Sekonnen ze gravitativer Schwéngung Stralung ass et iwwer dräi Sonnemassen vun egal. Éischter fix Frequenz gravitativer Wellen um 35 Hz, an déi maximal Biergspëtzten Wäert vun den Niveau vun 250 Hz erreecht.

D'Resultater kritt huet fir iwwergräifend Testen a Behandlung ëmmer deen, virsiichteg Alternativ Interpretatiounen vun der Daten Géigewier ugefaangen. Endlech, 11. Februar lescht Joer op der direkter Detectioun vun de Phänomen vum Einstein virausgesot, et war zu der Welt Communautéit annoncéiert.

Tatsaach z eng onheemlech Aarbecht vum Fuerscher: de Amplituden vun de Schwéngunge Aarm vun der Gréisst ass 10 ^-19 m - dësem Wäert wéi oft kleng wéi den Duerchmiesser vun engem Atom, wéi vill hie manner orange huet.

Zukunftschancë

Dës Entdeckung eemol certifiéert erëm, datt d' allgemeng Theorie vun Relativitéitstheorie - net nëmmen eng Formatioun vun mythologesch Formelen ass, an e komplett neie Look an der Essenz vun gravitativer Wellen an Gravitatioun als Ganzt.

An weider Studien, hunn Wëssenschaftler héich hofft op de Projet Elsa: d'Kreatioun vun engem Ris Merkur interferometer mat Schëlleren iwwer 5 Millioune km erwisen vun fonnt och Mannerjäreger Wierkung vun gravitativer Felder. Revitaliséierung vun der Aarbecht an dëser Richtung ass gebass vill iwwert d'Basis Etappe vun Entwécklung vum Universum ze soen, de Prozesser, déi Observatioun, déi am traditionell Bands schwéier oder onméiglech ass. Et gëtt keen Zweiwel dass schwaarz Lächer, gravitativer Wellen, déi an Zukunft fix ginn, vill schwätzen iwwer Natur.

Fir d'Etude vun Reliquien gravitativer Stralung, kënnen iwwer déi éischt Momenter vun eiser Welt no der Big Bang ze schwätzen, wäert méi sensibel Raum Instrumenter brauchen. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Dëse Projet gëtt (Big Bang Observateur), mä seng Ëmsetzung, der Assurances vun Experten, et ass méiglech net virdrun wéi 30-40 Joer.