Гравитационните вълни са вълни в кривината на пространството-времето, които се разпространяват в пространството.
Те са напречни вълни, които се движат със скоростта на светлината, излъчвана от силни сблъсъци, които се случват във Вселената.
На практика е изключително трудно директно да се открие наличието на гравитационни вълни, тъй като удължаването и компресията на космическото време е много малко.
Първичните гравитационни вълни са тези, които са довели до произхода на Вселената, както е обяснено в Теорията за Големия взрив.
Сливане на две черни дупки и разпространение на гравитационни вълни
Гравитационни вълни и Айнщайн
Беше Алберт Айнщайн (1879-1955), който предполага съществуването на гравитационни вълни в Теорията на общата относителност.
През 1915 г. Айнщайн заключава, че земно притегляне това беше деформация на пространство-времето.
Физикът разработи теоретичната основа, но не успя да докаже съществуването на гравитационни вълни. Само 100 години по-късно научната общност празнува улавянето на вълни.
2017 Нобелова награда за физика
На 3 октомври 2017 г. изследователите Rainer Weiss (MIT), Barry Barish и Kip Thorne (Caltech) получиха Нобелова награда за физика. За първи път те откриха гравитационните вълни през септември 2015 г.
Това беше признаването на творба, започнала в края на шейсетте години.
Учените вярват, че улавянето на гравитационни вълни ще ни позволи да наблюдаваме Вселената по нов начин, предоставяйки по-широко разбиране за света около нас.
Райнер Вайс, Кип Торн и Бари Бариш, носители на Нобелова награда за физика за 2017 г.
Откриване на вълни през 2015 г.
Гравитационните вълни бяха засечени за първи път в Съединените щати на 14 септември 2015 г. точно в 06:50:45 (време по Бразилия).
Как се случи това?
Те са възникнали от шока от черни дупки с 36 и 29 слънчеви маси (съответно 36 Msol и 29 Msol) и настъпили на разстояние от 1,3 милиарда светлинни години.
Тъй като губят енергия, черните дупки се приближават, което ги кара да се въртят по-бързо.
Това непрекъснато движение, едно около друго, ги кара да се сблъскват, което води до гравитационни вълни.
Съобщението за откриване на вълни беше направено от Дейвид Рейце, директор на проекта, само месеци по-късно, през февруари 2016 г.
Същата година, през юни 2016 г., отново бяха открити гравитационни вълни.
Този път черните дупки бяха съответно 14 и 8 пъти масата на Слънцето (14 Msol и 8 Msol) и се появиха на разстояние 1,4 милиарда светлинни години.
Чуйте тук звука на гравитационните вълни:
LIGO - Обсерватория за гравитационна вълна
Доказателството стана възможно благодарение на проекта Ligo detector - Обсерватория за гравитационна вълна на лазерен интерферометър (Обсерватория на гравитационните вълни чрез лазерна интерферометрия).
По проекта са построени два интерферометра в Съединените щати, на около 3000 километра един от друг: единият в Ливингстън, Луизиана, а другият в Ханфорд, Вашингтон.
Системата е оформена от две перпендикулярни рамена с дължина 4 километра. Освен това има устройства, които премахват шума от различни източници на вълни, като земетресения.
Интерферометърът се състои от светлинен източник (лазер), огледало в края на всяко рамо, огледало, което разделя светлинния лъч на две и фотодетектор.
Действието на LIGO датира от 2002 г. Между 2010 и 2015 г. работата му беше прекъсната за процес на актуализация, който изглежда работи, като се има предвид, че голямото научно постижение се случи през тази година.
LIGO - детектор в Ливингстън, Луизиана
Детектори по целия свят
В допълнение към съществуващите детектори в Съединените щати, има още дузина, разпространени в 9 държави.
В Бразилия имаме детектор за гравитационна вълна Mário Schenberg от Физическия институт на USP. Началото на изграждането му датира от 2000 г. и е резултат от проект, наречен гравитон.
В проекта участват изследователи от INPE (Национален институт за космически изследвания), от Cefetsp (Федерален център за Технологично образование в Сао Пауло, ITA (Технологичен институт по аеронавтика) и Uniban (Университет Bandeirante).
Пътуване във времето
Доказателството на вълните, без съмнение, беше уникален момент за учените от този век. Това отвори пътя за нови изследвания на гравитационната астрономия.
Може би това доказателство може да даде възможност за пътуване във времето, както във филма "Завръщане в бъдещето".
Прочетете също:
- Теория на относителността
- Теория за Големия взрив
- вълни
