Што е гравитационото бран?

Официјалниот датум на отворање (откривање) на гравитациони бранови се смета дека е 11 февруари 2016. Таа потоа се одржа во Вашингтон на прес-конференција, лидерите на соработка LIGO, беше објавено дека тимот на истражувачи успеа за прв пат во историјата на човештвото да го надминете овој феномен.

Пророштвата на големиот Ајнштајн

Самиот факт дека постојат гравитациони бранови, дури и на почетокот на минатиот век (1916) сугерираше на Алберт Ајнштајн формулирани во рамките на генералниот релативитет (ГР). Еден може да се восхитуваат само на генијални способности на познатиот физичар, кој беше во можност да се направат такви далекусежни заклучоци со минимум од вистинските податоци. Меѓу многуте други физички феномени предвиде дека најде потврда во следниот век (забавува со текот на времето, промени во електромагнетно зрачење во насока на гравитациони полиња, итн) Речиси се открие присуство на овој вид на бран интеракција на телата, до неодамна тоа не е можно.

Гравитација - илузија?

Општо земено, во однос на теоријата на релативитет гравитацијата едвај сила. Ова е последица на ужас или искривување на континуум простор-времето. Еден добар пример за да се илустрира овој постулат може да се протегала парче ткаенина. Под тежината поставени на површината на најголемиот објект се формира вдлабнатина. Други предмети во движење во близина на оваа аномалија ќе се промени на траекторијата на движење, како што се "привлече". И колку е поголема од тежината на предметот (веќе дијаметар и искривување длабочина), толку е поголема "сила на привлекување." Кога таа се движи во текот на ткаенина, може да се види на појавата на различни "бранува".

Нешто слично се случува во светот простор. Секое брзо се движи цврста материја е извор на флуктуации во густината на просторот и времето. Гравитационен бран со значителна амплитуда, формирани тела со исклучително големи маси или кога се вози со голема забрзувања.

физичките спецификации

Флуктуации во метрички простор-времето се манифестираат како промените во гравитационото поле. Овој феномен се нарекува исто така, времето и просторот бранува. Гравитациски бран влијае на телото и предмети кои се соочуваат, стегајќи и ги истегнување. Вирус износ се многу мали - од редот на 10 ^-21 од оригиналната големина. Целата тежина на откривање на оваа појава е тоа што истражувачите морале да научат како да се измери и евиденција на овие промени со помош на соодветна опрема. Моќта на гравитационото зрачење е, исто така, исклучително ниска - за целиот Сончев систем, тоа е неколку киловати.

брзината на ширење на гравитациони бранови малку зависи од својствата на спроведување на медиум. амплитуда осцилација со растојанието од изворот се намалува постепено, но никогаш не достигнува нула. Фреквенцијата се наоѓа во опсег од неколку десетици до стотици херци. Брзината на гравитациски бранови во меѓуѕвездениот медиум се приближува на брзината на светлината.

посредни докази

За прв пат теоретски потврда за постоењето на гравитациони бранови успеа да добие американскиот астроном Јосиф Тејлор и Расел Hulse неговиот помошник во 1974 година. Проучување на Универзумот преку телескопот Аресибо опсерватории (Порторико), истражувачите откриле пулсарот PSR B1913 + 16 претставува двоен систем на неутронски ѕвезди кои ротираат околу заеднички центар на маса на константна аголна брзина (редок случај). Секоја година период третман е 3,75 часа на почетокот, се намали на 70 ms. Оваа вредност е во согласност со заклучоците на GTR равенки кои се предвиди зголемување на брзината на ротација на овие системи се должи на потрошувачката на енергија за производство на гравитациони бранови. е пронајден подоцна повеќе двојни пулсари и бели џуџиња со слично однесување. Радио астрономијата Д. Тејлор и Р. Hulse на Нобеловата награда за физика за откривање на нови можности за студирање гравитациони полиња му беше доделена во 1993 година.

Крадење гравитационото бран

Првата изјава за откривање на гравитациони бранови добиени од Универзитетот во Мериленд научник Dzhozefa Vebera (САД) во 1969 година. За таа цел тој употребуваше овие два гравитациони антени на нивниот сопствен дизајн, разделени со растојание од два километри. детектор на резонантната беше добар вибрации изолирани цилиндар-метарски парче алуминиум, опремени со Пиезоелектрични трансформери чувствителни. Амплитудата на наводно фиксна флуктуации Вебер покажа повеќе од милион пати поголема од очекуваната. Обидите на други истражувачи со слична опрема за да се повтори "успехот" на американски физичар позитивни резултати не ги дадоа. По неколку години на работа Вебер во оваа област биле признаени несолвентни, но даде поттик за развој на "гравитациона бум" за повикување во оваа област на проучување на многу експерти. Патем, Dzhozef Вебер до својата смрт беше сигурен да се гравитациски бранови.

Подобрување на опрема прием

Во 70-тите години научник Бил Feyrbank (САД) има развиено дизајн на гравитациони бранови антена, ладат со течен хелиум, со употреба на SQUIDs - supersensitive магнетометар. Кои постојат во времето на технологијата не е дозволено да се види пронаоѓачот на вашиот производ, кој се реализира во "метал".

Според овој принцип е направен Auriga гравитационото детекторот во lenyarskoy Националната Лабораторија (Падова, Италија). основа структура на алуминиум-магнезиум цилиндар и должина од 3 метри и со дијаметар од 0,6 m. тежина приемник единица од 2,3 тони е суспендиран во изолиран, ладење за да се во близина на апсолутна нула вакуум комора. За фиксирање и тресењето на откривање на помошни килограм резонатор и систем за мерење врз основа на компјутери. Наведените чувствителноста на опрема 10 ^-20.

интерферометри

Основа на функционирањето на интерферометрични гравитациони детектори на бранот приклучи на истите принципи кои се користат во интерферометар Michelson. Емитирана од страна на изворот на ласерски зрак е поделена во две струи. По повеќе рефлексии и патување на текови на рамениците уреди се собраа повторно, и е под влијание на конечниот мешање судија сликата ако се разбира на зраците никакви пречки (на пример, гравитационото бран). Таква опрема е создадена во многу земји:

• ГЕО 600 (Хановер, Германија). Должината на вакуум тунел од 600 метри.
• TAMA (Јапонија) со рамениците на 300 м.
• ДЕВИЦА (Пиза, Италија) - заеднички француско-италијанскиот проект, кој започна во 2007 година со три километри долги тунели.
• LIGO (САД, Тихиот Океан), што доведува потрагата по гравитациски бранови во 2002 година.

Последните вреди да се размислува во повеќе детали.

Напредно LIGO

Проектот беше инициран од страна на научниците во Масачусетс и Калифорнискиот институт за технологија. Вклучува две опсерватории одделени со 3 илјади. Километри, Луизијана и Вашингтон (град Ливингстон и Ханфорд) со три идентични интерферометри. Должината на нормална вакуум тунел е 4 илјади. Метри. Ова е најголемата до денес постоечките слични структури. До 2011 година, многу обиди да се открие гравитациони бранови не дадоа никакви резултати. Еден значителен надградба (Напредно LIGO) се зголеми чувствителноста на опремата во опсег 300-500 Hz повеќе од пет пати, а во регионот на ниска фреквенција (до 60 Hz) е речиси еден ред на големина, достигнувајќи вредност, како посакувана 10 ^-21. На ажурирани Проектот започна во септември 2015 година, како и напорите на повеќе од илјада вработени од соработката е награден со резултатите.

Гравитациони бранови се наоѓаат

14 Септември 2015 година напредна LIGO детектори во 7 ms интервал евидентирани се сведуваат на гравитациони бранови на нашата планета од најголемите настани што се одржа на маргините на видливиот универзум - спојување на две големи црни дупки со маса од 29 и 36 пати поголема од сончевата маса. Во текот на судењето, што се одржа над 1,3 Ga пред, во прашање на секунди на гравитационото бран зрачење се потрошени околу три сончеви маси на материјата. Почетна фиксна фреквенција гравитациони бранови на 35 Hz, а максималната врв вредност на нивото постигне во 250 Hz.

Добиените постојано беа подложени на сеопфатна тестирање и третман резултати, внимателно отсечени алтернативни толкувања на податоците. Конечно, на 11 февруари минатата година на директна детекција на феноменот е предвидено од страна на Ајнштајн, беше најавено на светската заедница.

Всушност илустрирање Титаник работата на истражувачите: амплитудата на рака на осцилација на големина е 10 ^-19 m - оваа вредност како и многу пати помали од дијаметарот на атомот, колку што има помалку од портокал.

можности за во иднината

Ова откритие уште еднаш потврдува дека општата теорија на релативноста - не е само збир на апстрактни формули, и сосема нов изглед на суштината на гравитациони бранови и гравитацијата како целина.

Во понатамошните студии, научниците имаат големи надежи за проектот ЕЛСА: создавање на џиновски орбитираат околу интерферометар со рамената околу 5 милиони км, способни за откривање дури и мали пертурбации на гравитациони полиња. Ревитализација на работата во оваа насока може да каже многу за основните фази на развој на универзумот, процеси, на забелешката дека во традиционалната бендови е тешко или невозможно. Несомнено е дека црните дупки, гравитациски бранови, кои ќе бидат поправени во иднина, многу се зборува за природата.

За проучување на остаток гравитационото зрачење, да се зборува за првите моменти на нашиот свет по Биг Бенг, ќе бара повеќе простор чувствителни инструменти. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Овој проект постои (Биг Бенг Гледач), но неговата имплементација, изразите на експерти, тоа е можно не порано од 30-40 години.