Μια ομάδα επιστημόνων μόλις ανακοίνωσε μια πρωτοποριακή ανακάλυψη που περιλαμβάνει τα πάντα, από τις θεωρίες του Αϊνστάιν για τους νόμους της φυσικής για να τη θεμελιώδη τρόπο που προσεγγίζουμε τη μελέτη μας για το σύμπαν.

Την Πέμπτη σε συνέντευξη Τύπου στην Ουάσιγκτον, DC, το LIGO Επιστημονική Συνεργασία , που αποτελείται από περισσότερους από 1.000 επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, κυκλοφόρησε στο κοινό τα αποτελέσματα που είχαν κρυφά κυκλοφορούν μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας για τις τελευταίες εβδομάδες: η πρώτη ανίχνευση ενός φαινομένου που ονομάζεται βαρυτικά κύματα που ήρθαν από δύο συγκρουόμενες μαύρες τρύπες.

Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι άνθρωποι έχουν ανιχνευθεί η συγχώνευση των δύο μαύρες τρύπες, και είναι επίσης η πιο αδιάσειστα στοιχεία που έχουμε τώρα ότι πραγματικά υπάρχουν μαύρες τρύπες.

Οι μαύρες τρύπες είναι μια μυστηριώδης φυλή της κοσμικής θηρίο του οποίου η βαρυτική έλξη στο περιβάλλον γύρω τους είναι τόσο μεγάλη, ώστε τίποτα δεν διαφεύγει - ούτε καν το φως.

Αυτό τους καθιστά αδύνατο να δούμε με γυμνό μάτι, είναι δύσκολο να ανιχνευθούν, και ακόμη πιο σκληρή για να σπουδάσουν. Ως αποτέλεσμα, οι μαύρες τρύπες συνεχίζουν να πελάγωνε τα μυαλά των πιο λαμπρή αστροφυσικοί.

Αλλά τώρα, χάρη σε ένα 620.000.000 $ μηχανή που ονομάζεται Σύνθετη LIGO , κοντό για λέιζερ συμβολόμετρο Βαρύτητας-Wave Παρατηρητηρίου , οι αστροφυσικοί έχουν νέο εργαλείο να κατασκοπεύει τους αυτές τις ασαφείς πλάσματα.

Περιγράφονται συνοπτικά σε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου από το Πανεπιστήμιο McMaster φυσικός Clifford Burgess και διέρρευσε στο Twitter νωρίτερα αυτό το μήνα - και τώρα λεπτομερώς σε έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters - Η συνεργασία ΛΙΓΟ βρήκαν στοιχεία των δύο γιγαντιαίες μαύρες τρύπες κινείται σπειροειδώς προς το άλλο, τελικά συγχωνεύονται σε ένα ενιαία, πιο τερατώδης μαύρη τρύπα.

Έτσι, γιατί κάνει αυτό το θέμα, και τι βαρυτικών κυμάτων έχει να κάνει με αυτό;

Λοιπόν, τα βαρυτικά κύματα είναι το μοναδικό μέσο σημερινοί επιστήμονες πρέπει να τηρήσει μια συγχώνευση μαύρων οπών. Χωρίς αυτούς, δεν θα είχαμε κανένα τρόπο να γνωρίζει αν όντως υπάρχουν συγχωνεύσεις.

"Αν αυτό είναι αλήθεια,« Burgess είπε το περιοδικό Science για την ανακάλυψη πριν από την ανακοίνωση της Πέμπτης, "τότε έχετε 90% πιθανότητες ότι θα κερδίσει το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το τρέχον έτος. Είναι off-the-κλίμακας τεράστια."

Ανίχνευση της ανυπολόγιστα μικροσκοπική

ΛΙΓΟ Εργαστήριο / NSF

Το 1916, ο Αϊνστάιν προέβλεψε κατ 'αρχάς ότι, όταν τα δύο σώματα να επιταχύνει μέσα στο χώρο γύρω από το άλλο, που παράγουν κύματα της ενέργειας με τη μορφή του τι εμπειρογνώμονες αποκαλούν τα κύματα βαρύτητας. Αυτά τα κύματα στη συνέχεια διαδίδονται μακριά από την πηγή με την ταχύτητα του φωτός και, τελικά, να φτάσει στη Γη.

Δεδομένου ότι αυτά τα κύματα ταξιδεύουν, να συστέλλεται και να επεκτείνει το ύφασμα του χωροχρόνου - όπως κυματισμοί σε μια λίμνη. Αλλά αυτές οι στρεβλώσεις είναι εξαιρετικά μικρές - όσο ένα εκατομμυριοστό το πλάτος ενός ατόμου υδρογόνου.

Αυτά τα κύματα βαρύτητας θα ήταν τόσο μικροσκοπική, ο Einstein σκέφτηκε, ότι οι άνθρωποι δεν θα μπορούσε ποτέ να τους εντοπίσει πραγματικότητα.

σκεπτικισμό του που πραγματοποιήθηκε ισχύει και για έναν αιώνα.

Φώτα που αναβοσβήνουν

Narnaud1974 στη Wikipedia

Αλλά Σύνθετη LIGO είναι ένα έξυπνο εργαλείο στο κυνήγι για τα βαρυτικά κύματα.

Εδώ είναι πώς αυτό λειτουργεί:

• Χρησιμοποιεί ένα ιδιαίτερα εξελιγμένο σύστημα laser (φαίνεται στα δεξιά) που είναι ευαίσθητες σε στρεβλώσεις περίπου 10 -18μέτρα - αρκετά μικρή για να πιάσει ένα κύμα βαρύτητας.
• Αποτελείται από δύο ανιχνευτές - ένας στους Livingston, Λουιζιάνα, και το άλλο στο Hanford, της Ουάσιγκτον. Με αυτό τον τρόπο, το σήμα φαίνεται από ένας ανιχνευτής μπορεί να επιβεβαιωθεί ή να απορριφθεί αρκετά γρήγορα από το δεύτερο ανιχνευτή.Και καθώς οι επιστήμονες ανέφεραν την Πέμπτη, είδαν το ίδιο σήμα και στους δύο ανιχνευτές.
• Σε κάθε ανιχνευτή, οι μηχανικοί φωτιά ένα ισχυρό λέιζερ σε κάτι που ονομάζεται διαχωριστή δέσμης, η οποία χωρίζει το λέιζερ σε δύο δέσμες. Οι προκύπτουσες ακτίνες ταξιδεύουν πίσω και το τέταρτο σε δύο σήραγγες, κάθε 2 1/2 μίλια μακριά, με έναν καθρέφτη στο τέλος. Οι ακτίνες ανακλώνται από τον καθρέπτη και τελικά συγκλίνουν πίσω στο κέντρο. Όταν το κάνουν αυτό, οι δοκοί ανασυνδυάζεται και, ουσιαστικά, εξαφανίζονται. Αλλά αυτή η εξαφάνιση πράξη μπορεί να συμβεί μόνο αν οι δύο δέσμες λάβει το ίδιο χρονικό διάστημα για να επιστρέψει από το ταξίδι τους κάτω από τις δύο σήραγγες.

Εδώ είναι το κλειδί μέρος: Αν ένα κύμα βαρύτητας ήταν να πάρει με τον τρόπο του ένα από τα δοκάρια, οι δοκοί θα δημιουργήσει μια λάμψη του φωτός πάνω ανασυνδυασμού επειδή μία ακτίνα παίρνει περισσότερο χρόνο για να επιστρέψει από την άλλη, χαλούν τη διαδικασία εξαφάνισης.

Αυτό λάμψη φωτός είναι ό, τι η συνεργασία ΛΙΓΟ υπήρξε μετά τα τελευταία 14 χρόνια.

Απλά μαθηματικά για ένα σύνθετο πρόβλημα

CorvinZahnαπεικόνιση ενός καλλιτέχνη από μια μαύρη τρύπα στο Γαλαξία μας.

Από αυτό το σήμα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να συμπεράνουμε ότι αυτό που έβλεπαν ήταν μια κοσμική σύγκρουση των επικών διαστάσεων.

Αυτό σύγκρουση εμπλέκονται δύο μαύρες τρύπες, ένα 36 φορές τη μάζα του ήλιου μας και τις άλλες 29 φορές μεγαλύτερη μάζα, σπειροειδώς προς το άλλο σε μια ταχεία, κοσμικό χορό, 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Σύμφωνα με την πρόβλεψη του Αϊνστάιν, όπως τα δύο κλειστά, που εκπέμπονται όλο και συχνότερα κύματα βαρύτητας.

Αυτό μεταφράζεται σε υψηλότερο τόνο στο σήμα LIGO, με το αποκορύφωμα που συμβαίνει κατά τη στιγμή οι δύο μαύρες τρύπες συγχωνεύονται. Το αποτέλεσμα ήταν ένα υψίσυχνο "ξεφωνητό!" ότι οι ειδικοί αποκαλούν "τιτίβισμα" και ότι ακούγεται σαν αυτό:

«Μπορούμε να τους κατηγοριοποιήσετε αρκετά καλά, ώστε όταν βλέπουμε ένα σήμα μπορούμε να το δακτυλικό αποτύπωμα," Marka είπε Business Insider. "Μπορούμε να πούμε ότι αυτό πρέπει να ήταν μια σουπερνόβα [ή] αυτό πρέπει να έχει δύο μαύρες τρύπες ... επειδή το είδος των ακούγονται διαφορετικά."

Με τη μελέτη του τελικού ήχου, οι επιστήμονες υπολόγισαν τη μάζα του τελικού μαύρη τρύπα, και αυτό που ανακάλυψαν ήταν μια μαύρη τρύπα 62 φορές τη μάζα ήλιο μας. Αλλά οι αρχικές μάζες, 36 και 29, δεν προσθέτουν έως και 62? τρεις ηλιακές μάζες έλειπαν.

Η ομάδα αναφέρει ότι αυτή η επιπλέον μάζα που ακτινοβολείται μακριά με τη μορφή της ενέργειας που μεταφέρουν τα κύματα βαρύτητας.

Τώρα, αυτό είναι ένα επιβλητικό ποσό ενέργειας. Για να συγκρίνετε, θεωρητικός φυσικόςLuboš Motl υπολογίζεται ότι ο ήλιος και η Γη εκπέμπουν αρκετή ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων (ναι, η Γη εκπέμπει αυτά τα κύματα πολύ) για να φορτίσετε δύο λαμπτήρες Edison. Αυτές οι δύο μαύρες τρύπες που εκπέμπεται 10 44 φορές περισσότερη ενέργεια όσο αυτός.

Αυτή είναι η πρώτη φορά στην ιστορία που οι άνθρωποι έχουν δει δύο μαύρες τρύπες συγχωνεύονται. Πριν από τώρα, οι αστρονόμοι δεν θα μπορούσε να είναι σίγουρος για το αν μια τέτοια επική σύγκρουση συνέβη ποτέ, επειδή δεν είχαν τη δυνατότητα να τον εντοπίσουν.

Οι επιστήμονες θα συνεχίσουν να ράμπα μέχρι την ευαισθησία για προχωρημένους ΛΙΓΟ μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια. Μέχρι το 2020, οι επιστήμονες υποψιάζονται ευαισθησία του θα αυξηθεί κατά 1.000 φορές , το οποίο θα βελτιώσει τις πιθανότητές τους για σύλληψη περισσότερων βαρυτικών κυμάτων στο εγγύς μέλλον.

Επίσης ενώνει σε αυτό το κυνήγι, τελικά, είναι οι προηγμένες συμβολόμετρα Παρθένοςβρίσκεται στο Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο Βαρύτητας στην Ιταλία και το Wave Ανιχνευτής Kamioka βαρύτητας στο Kamioka ορυχείο στην Ιαπωνία, που για να ξεκινήσει τη λειτουργία της το 2018 .

"Είναι καλό για να είναι ένας επιστήμονας," δήλωσε ο Marka.