Gravitatsioonilained on aegruumi kõveruse lainetused, mis levivad läbi ruumi.
Need on põiksuunalised lained, mis liiguvad universumis toimuvate vägivaldsete kokkupõrgete kiirgatava valguse kiirusega.
Praktikas on gravitatsioonilainete olemasolu otseselt tuvastamine äärmiselt keeruline, kuna aegruumi pikenemine ja kokkusurumine on väga väikesed.
Ürggravitatsioonilained on need, mille tulemusel tekkis Universum, nagu selgitatud Suure Paugu teoorias.
Kahe musta augu sulandumine ja gravitatsioonilainete levimine
Gravitatsioonilained ja Einstein
Oli Albert Einstein (1879-1955), kes soovitas gravitatsioonilainete olemasolu üldrelatiivsusteoorias.
1915. aastal oli Einstein jõudnud järeldusele, et raskusjõud see oli aegruumi deformatsioon.
Füüsik töötas välja teoreetilise aluse, kuid ei suutnud tõestada gravitatsioonilainete olemasolu. Vaid 100 aastat hiljem tähistas teadusringkond lainete püüdmist.
2017. aasta Nobeli füüsikaauhind
3. oktoobril 2017 pälvisid teadlased Rainer Weiss (MIT), Barry Barish ja Kip Thorne (Caltech) Nobeli füüsikaauhinna. Esimest korda avastasid nad gravitatsioonilaineid 2015. aasta septembris.
See oli töö tunnustamine, mis algas kuuekümnendate lõpus.
Teadlased usuvad, et gravitatsioonilainete püüdmine võimaldab meil jälgida universumit uuel viisil, pakkudes laiemat mõistmist ümbritsevast maailmast.
Rainer Weiss, Kip Thorne ja Barry Barish, 2017. aasta füüsika Nobeli preemia laureaadid
Lainetuvastus 2015. aastal
Esimest korda tuvastati gravitatsioonilained Ameerika Ühendriikides 14. septembril 2015 täpselt kell 06:50:45 (Brasiilia aja järgi).
Kuidas see juhtus?
Need tulid šokist mustad augud 36 ja 29 päikesemassiga (vastavalt 36 Msol ja 29 Msol) ning see toimus 1,3 miljardi valgusaasta kaugusel.
Energia kaotamisel lähevad mustad augud lähemale, mis paneb neid kiiremini pöörlema.
See pidev liikumine üksteise ümber põhjustab nende kokkupõrke, mille tulemuseks on gravitatsioonilained.
Lainetuvastuse teatas projektijuht David Reitze vaid mõni kuu hiljem, 2016. aasta veebruaris.
Samal aastal, 2016. aasta juunis, avastati taas gravitatsioonilained.
Seekord olid mustad augud vastavalt 14 ja 8 korda suuremad kui päikese mass (14 Msol ja 8 Msol) ning tekkisid 1,4 miljardi kaugusel valgusaastad.
Kuulake siin gravitatsioonilainete heli:
LIGO - gravitatsioonilaine vaatluskeskus
Tõendamine sai võimalikuks tänu Ligo detektori projektile - Interferomeetri laseri gravitatsioonilaine vaatluskeskus (Gravitatsioonilainete vaatluskeskus laserinterferomeetria abil).
Selle projekti raames ehitati USA-s umbes 3000 kilomeetri kaugusel üksteisest kaks interferomeetrit: üks Livingstonis Louisiana osariigis ja teine Washingtonis Hanfordis.
Süsteemi moodustavad kaks risti asetsevat 4 km pikkust kätt. Sellel on ka seadmed, mis kõrvaldavad erinevatest laineallikatest pärit müra, näiteks maavärinad.
Interferomeeter koosneb valgusallikast (laserist), peeglist iga käe otsas, peeglist, mis jagab valguskiire kaheks, ja fotodetektorist.
LIGO tegutsemine pärineb 2002. aastast. Aastatel 2010–2015 katkestati selle töö uuendusprotsessi jaoks, mis näib olevat töötanud, arvestades, et suur teadussaavutus leidis aset sel aastal.
LIGO - detektor Livingstonis, Louisiana
Detektorid kogu maailmas
Lisaks Ameerika Ühendriikides olemasolevatele detektoritele on neid veel kümnes riigis laiali.
Brasiilias on meil USP Füüsika Instituudi Mário Schenbergi gravitatsioonilaine detektor. Selle ehituse algus pärineb aastast 2000 ja on projekti nimega graviton.
Projektis osalevad INPE (riiklik kosmoseuuringute instituut), Cefetspi (Saksamaa föderaalne keskus) teadlased São Paulo tehnoloogiline haridus, ITA (Aeronautika Tehnoloogiainstituut) ja Uniban (Ülikool Bandeirante).
Ajas reisimine
Lainete tõestus oli selle sajandi teadlaste jaoks kahtlemata ainulaadne hetk. See avas tee uutele gravitatsiooniastronoomia uuringutele.
Võib-olla võib see tõestus lubada ajas rändamist, nagu filmis "Tagasi tulevikku".
Loe ka:
- Relatiivsusteooria
- Suure Paugu Teooria
- lained
