Jaht on gravitatsioonilainete jaoks aegruumis

Gravitatsioonilainete puudumine seab eksootilise kosmoloogia teooriatele piirid

Kunstniku mulje kahe tiirleva musta augu gravitatsioonilainetest. (Pildikrediit: K. Thorne (Caltech) ja T. Carnahan (NASA GSFC))



Kuna mustad augud on võimatu näha, on teadlaste üks parimaid lootusi neid uurida-otsida aegruumi laineid, mida nimetatakse gravitatsioonilaineteks, mida nende arvates tekitatakse.



Gravitatsioonilained oleksid moonutused, mis levivad läbi aja ja ruumi, mis on põhjustatud vägivaldsetest sündmustest, nagu kahe musta augu kokkupõrge. Neid ennustas kõigepealt Einsteini üldine relatiivsusteooria; teadlased pole aga seda veel leidnud.

See võib muutuda, kui gravitatsioonilainete jahirajatise uusim versioon käivitub. Laserinterferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskus (LIGO) on tegelikult Louisiana ja Washingtoni osariigis asuvate vaatluskeskuste paar, mis alustas tööd 2002. aastal. Mõlemale lisatakse uusi sensibiliseeritud detektoreid.



'Nüüd paigaldatavad täiustatud LIGO -detektorid näevad läbi olulise osa universumist,' ütles California tehnoloogiainstituudi emeriitprofessor Kip Thorne, LIGO juhtiv pooldaja. 'Eeldame, et näeme mustade aukude kokkupõrget kiirusega umbes kord tunnis kuni kord aastas.' [Veider mustad augud on seletatud: küsimused ja vastused füüsik Kip Thorne'iga]

Igas LIGO rajatises on kaks risti asetsevat hiigelsuurt L-kujulist kätt, mis ulatuvad umbes 2,5 miili (4 kilomeetrit). Mõlemal käel on kummaski otsas peegel, mille laserkiir pidevalt edasi -tagasi põrkab.

Kui gravitatsioonilaine läbiks Maad, tekitaks see ruumiajas minutilise moonutuse, muutes kahe peegli vahelist kaugust ühes või mõlemas suunas, olenevalt laine suunast. Teadlased mõõtaksid seda kui väikest erinevust aja vahel, mis kulub laserkiirtel ühe käe pikkuse läbimiseks teisega võrreldes.



Thorne ennustas, et LIGO esimene avastus tehakse aastatel 2014–2017.

'See sõltub sellest, kui lahke loodus on ja kui kiire on detektorite kasutuselevõtt või silumine,' ütles Thorne demokratija.eu -ile. „Need on väga -väga keerulised vahendid. Suurepäraste eksperimenteerijate töö nõuab nende disainitundlikkuse suurendamiseks palju hoolikat tööd. ”

Kui LIGO-l õnnestub gravitatsioonilaineid leida, võivad tagajärjed olla kaugeleulatuvad. Selline avastus mitte ainult ei kinnitaks, et need rändavad lõimed eksisteerivad aegruumis, vaid annaks väärtuslikku teavet nende tekitanud mustade aukude või muude objektide olemuse kohta.



Uurides gravitatsioonilainete kuju - nende 'lainekuju' - võisid teadlased saada teavet nende moodustanud objektide kohta. Näiteks kahe musta augu kokkupõrkel tekkiv gravitatsioonilaine omab teoreetiliste simulatsioonide kohaselt kindlat lainekuju.

'Me saame iga musta augu paari kohta öelda, mis oli nende mustade aukude mass, millised olid nende keerdumised, milline oli orbiit ja kus need objektid universumis asuvad - kus nad asuvad taevas ja kui kaugel nad on, 'ütles Thorne. 'Nii et nendes lainekujudes on palju teavet nii relatiivsusteooria ennustuste kohta väändunud aegruumi kui ka mustade aukudega universumis toimuva kohta.'

Jälgige Clara Moskowitzit Twitteris @ClaraMoskowitz või demokratija.eu @Spacedotcom . Meil on ka Facebook & Google+ .