Tiedemiehet ovat lähellä gravitaatioaaltojen mysteerin ratkaisemista

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Nykyfysiikassa painovoima on yksi tärkeimmistä mysteereistä. Olemme tuskin oppineet mittaamaan sen ilmenemismuotoja painovoiman muodossa. Mutta mikä on painovoima, mistä se tulee, miten se välittyy - moderni tiede ei vielä pysty vastaamaan yksiselitteisesti.

Tosiasia on, että painovoima on yksi neljästä perusvuorovaikutuksesta - energiansiirron muodoista - ja samalla heikoin kaikista. Mutta suurin ongelma on muualla.

Kolmen parhaiten tutkitun vuorovaikutuksen tiedetään kuljettavan hiukkasten avulla. Ja jos muuntyyppisille vuorovaikutuksille nämä hiukkaset tunnetaan ja niiden olemassaolo varmistetaan kokeellisesti (suoraan tai epäsuorasti, vaikkakin suurilla olettamuksilla), niin painovoiman kannalta kaikki on paljon monimutkaisempaa.

Tällä hetkellä ei ole voitu vahvistaa todellisuutta paitsi ns. gravitonin (teoreettinen hiukkanen, joka on joissakin fysiikan käsitteissä vastuussa painovoiman välittymisestä ja gravitaatiokenttien luomisesta) olemassaolosta. sellaiset painovoiman jäljet, jotka mahdollistaisivat sen välittymisen luonteen määrittämisen (tai vaikkapa kuljetuksen aika-avaruudessa).

Saman teorian mukaan, joka olettaa gravitonien läsnäolon, käy ilmi, että painovoima tulisi välittää suunnattujen kvantisoitujen (eli koostuen hiukkasista tai "samankaltaisista hiukkasista" - energiapaketteja, joilla on tietty arvo) - gravitaatioaaltojen muodossa. säteilyä. Sen pitäisi ilmetä kolossaaleina aaltoina, jotka lähtevät kaikista suurista avaruusobjekteista ja tapahtumista - mustista aukoista ja galaksiklustereista supernovien syntyessä. Niitä ei kuitenkaan ole vielä löydetty.

Ja 11. tammikuuta 2016 Arizonan yliopiston kosmologi Lawrence Krauss kirjoitti Twitterissään: "Epäilykseni LIGO:n löydöstä vahvistivat riippumattomat lähteet. Pysyä yhteydessä! Gravitaatioaallot voidaan havaita!"

LIGO Gravitational Wave Observatory on yksi tärkeimmistä paikoista painovoiman tutkimiseen ja gravitaatioaaltojen etsimiseen. LIGO-asemat käyttävät edistyneitä laserinterferometrejä gravitaatioaaltojen havaitsemiseen. Vaikka Krauss vihjasi jo syyskuussa 2015, että LIGO-ilmaisimessa havaittiin merkkejä vaikeasti havaittavista gravitaatioaalloista, tälle ei ollut virallista vahvistusta. Vähän ennen tätä kompleksi modernisoitiin ja siellä käynnistettiin Advanced LIGO -koe, joka voi johtaa gravitaatioaaltojen havaitsemiseen.

Tällä välin observatorioista ei ollut virallisia lausuntoja (niitä odotetaan ainakin helmikuussa), joten asiantuntijat uskovat, että on liian aikaista iloita ja levittää huhuja epätavallisen tärkeästä löydöstä. Lisäksi aiemmat BICEP2-kokeen puitteissa tehdyt johtopäätökset osoittautuivat virheellisiksi: signaali ei itse asiassa aiheutunut gravitaatioaalloista, vaan pölystä.

Miksi sitä tarvitaan ja miksi se on niin tärkeä? Mikä tahansa teoria on käytännön alku. Ilman kvanttifysiikkaa ei olisi GPS:ää, satelliittiviestintää, nykyaikaisia transistoreita ja kvanttitietokoneita (ja myös optisia viestintälinjoja). Toimiva, täydellinen painovoimaa kuvaava teoria voisi mahdollistaa yksityiskohtaisemman tutkimuksen maailmankaikkeudesta, sen laeista, esineiden liikkeistä, mustista aukoista, pimeästä energiasta ja pimeästä aineesta. Ja on täysin mahdollista luoda täysin uudenlaisia liiketyyppejä avaruudessa (tai jopa ajassa). Siihen asti ei ole saatavilla kvanttihyppyjä, madonreikiä tai superluminaalisia nopeuksia.