Revolūcija zinātnē – pirmo reizi vēsturē ir novēroti gravitācijas viļņi

Gravitācijas viļņiGravitācijas viļņu eksistenci jau paredzēja Alberts Einšteins izstrādājot savu Vispārīgās relativitātes teoriju, kurā postulē, ka ap masīviem objektiem tiek saliekta laiktelpa. Kad šie objekti paātrinās, tie rada gravitācijas viļņus telplaikā un tie izplatās līdzīgi kā ūdens viļņi aiz braucošas laivas.

Netieši šie gravitācijas viļņi jau tika novēroti 1974. gadā, bet līdz šim tie nebija fiksēti tiešā veidā. Nesen Vašingtonā (ASV) notikušajā Nacionālās preses kluba konferencē zinātnieki prezentēja savus atklājumus, kurus bija veikuši nesen atjaunotajā LIGO observatorijā (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Pirmo reizi vēsturē ir fiksēti gravitācijas viļņi tiešā novērojumu veidā, atzīst LIGO laboratorijas direktors Dāvids Reitzers (David Reitze) un atklājums ir publicēts žurnālā – Physical Review Letters.


Dubultā veiksme

Šis atklājums tika izdarīts pateicoties diviem melnajiem caurumiem, kuri tika novēroti aptuveni 1,3 miljardu gaismas gadu attālumā. Viens melnais caurums ar 29 un otrs ar 36 reižu lielāku masu kā mūsu saulei, savstarpēji mijiedarbojoties saplūda vienā melnajā caurumā (black hole).

Divi LIGO observatorijas detektori, viens izvietots Hanfordā un otrs Livingstonā (ASV) gandrīz vienlaicīgi fiksēja rādījumus 2015.gada 14 septembrī. Sensori fiksēja laiktelpas izplešanos ļoti mazā distancē – vienā tūkstošdaļā no protona izmēra. Patiesībā, detektoriem bija paredzēts sākt darbu vēlāk, 18. septembrī un turpināties līdz 2016.gada 12.janvārim. Signāls tika saņemts laikā, kad detektori vēl strādāja tikai testa režīmā.


Melno caurumu saplūšana

Otrs veiksmes faktors bija signāla raksturs, kurš ļāva secināt, ka melno caurumu apvienošanās notiek daudz biežāk, kā līdz šim tika uzskatīts. Visi objekti Visumā veido gravitācijas viļņus, kad tie riņķo viens ap otru, tai skaitā, kad mūsu Zeme riņķo ap sauli. Kad šādi riņķoja novērotie melnie caurumi, tā enerģija, ko tie zaudēja ģenerējot gravitācijas viļņus, bija pietiekami liela, lai izraisītu tik ciešu satuvināšanos, tādejādi ģenerējot anomālijas laiktelpā un ģenerējot vēl lielākus gravitācijas viļņus.

Kā izteicās Prinstonas Universitātes zinātnieks Frans Pretorius (Frans Pretorius) – „Tas ir vienvirziena process. Jo vairāk sativinās šie melnie caurumi, jo tie ātrāk rotē viens ap otru. Beigās tie rotēja tik ātri, ka to orbīta pastāvēja tikai dažas milisekundes, līdz tie saplūda vienā melnā caurumā. Šī jaunizveidotā melnā cauruma masa bija 62 reizes lielāka par mūsu saules masu un 3 reizes mazāka par šo divu melno caurumu atsevišķās sākotnējās masas summu pirms tie saplūda. Iztrūkstošā masa transformējās radot spēcīgus gravitācijas viļņus, kuri izlocīja laiktelpu burtiski kā papīra lapu.”

Kā izteicās viens no LIGO projekta dibinātājiem Kips Torne (Kip Thone), tad kopējā gravitācijas viļņu radītā enerģija saplūstot šiem melnajiem caurumiem bija 50 reizes lielāka, kā visā Visumā novēroto zvaigžņu izdalītā enerģija kopā, tas ir neticami!

No sākuma jaunizveidotais melnais caurums bija neregulāras formas, kuras arī radīja spēcīgos gravitācijas viļņus, bet izlīdzinoties šīm formām, tas „noklusa”. Gravitācijas viļņu pārveidošana skaņas viļņos, ļautu tos patiesībā arī saklausīt.


Gravitācijas debesis

Satriecošais atklājums varētu zinātniekiem dot iespēju saņemt arī Nobela prēmiju. Gravitācijas viļņus jau paredzēja Einšteina aprēķini Vispārējā relativitātes teorijā un šis atklājums to apstiprināja. Pats satraucošākais ir tas, ka šī gravitācijas viļņu teorija var mums atklāt Visumu no pavisam jauna skatu punkta.

“Kad pirmais šāds atklājums ir fiksēts, gravitācijas viļņu astronomija jau ir ceļā pie mums” – izsakās Hārvardas zinātnieks Avi Loebs (Avi Loeb). Tas ir bijis ļoti garš atklājumu ceļš, bet tas vēl ir tikai sākums. Gravitācijas viļņu Visums pacietīgi uz mums gaidīja, līdz mēs tos atklājām.



Vairāk informācijas:

https://www.newscientist.com/article/2077162-revolution-in-physics-as-gravitational-waves-seen-for-first-time/?cmpid=NLC%7CNSNS%7C2016-1102-GLOB&utm_medium=NLC&utm_source=NSNSAL

https://www.theguardian.com/science/2016/feb/11/gravitational-waves-discovery-hailed-as-breakthrough-of-the-century

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave

Komentāri

Jūsu e-pasts netiks publicēts.
Obligāti aizpildāmie lauki*