Автор: Джъстин Бакман , Bloomberg,11 Февруари 2016 – 17:47 EET
Учените просто доказаха едно от най-фундаменталните предположения за Вселената.
Учените отркриха съществуването на гравитационни вълни, малки пулсации в тъканта на време-пространството, които отдавна са предсказани, но никога преди не бяха наблюдавани или измерени. Откритието циментира фундаменталната предпоставка за това как гравитацията работи и предлага на астрофизиците нов начин за опознаването на Вселената.
„Установихме наличието на гравитационни вълни. Успяхме, „каза Дейвид Райце, изпълнителелен директор на Обсерваторията за лазерен инфермерометър на гравитационни вълни ( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO). „Толкова съм доволен че не съм в състояние да го изкажа.“ Директното измерване на тези вълни е от типа фундаментални открития, които един физик може да се очаква да види рядко, ако изобщо някога.
Теорията за относителността на Алберт Айнщайн предсказа съществуването на гравитационни вълни преди 100 години. Теорията гласи, че гравитацията-изкривяването на пространството и времето, от масата ще се прояви като пулсиращи вълнички.
Физиците отдавна имат косвени доказателства, че съществуват такива изключително малки вълни, но никога не са разполагали с технология, която да им позволи да ги открият и измерят. Гравитационно вълна е около 10 000 пъти по-малка от диаметъра на протон. Вълните се простират и компресират пространството на малки мащаби със скоростта на светлината и проектират силата на масивни тела, като черните дупки и неутронни звезди на огромни разстояния.
Вълните бяха открити от LIGO в 05:51 ч сутринта, EDT на 14 септември и са дошли от сблъсък на две черни дупки отстоящи на 1,3 милиарда светлинни години от Земята. Черните дупки са били 29 и 36 пъти превишаващи масата на Слънцето, съответно, и тъй като те се обединиха в едно, изхвърлиха около три слънчеви маси енергия в Космоса, под формата на гравитационни вълни. Сливането бе измерено като обща сума само за 20 милисекунди.
Ако технологията на миналата ера е била адекватна, Айнщайн вероятно щеше да е изобретил сам LIGO експеримента, заяви Вайс на свиканата пресконференция. „Той беше достатъчно умен, и знаеше достатъчно физика,“ пошегува се Вайс, разсмивайки и други физици. „Той не бе просто теоретик.“
С възможността за рутинно откритие на тези изкривявания на време-пространството се отваря няколко перспективни области на научни изследвания.
Кип Торн, теоретик от Caltech и LIGO съосновател, описва инструментите като „нов прозорец“ за астрономията, подоби на рентгеновите лъчи, радиовълните и оптическата светлина мощност на други видове телескопи. Това е “ изцяло нов начин да наблюдаваме Вселената“, каза той.
Гравитационни вълни могат също да позволят на физиците да задълбочат по-нататъшно разбиране за най-крайните части на природата, като пространството в близост до черните дупки, където пространството и времето са силно изкривени. Сливанията на черните дупки и гравитационни вълни са нашите първи красиви примери „за изкривената страна на Вселената „, каза Торн.
Такова екстремно отклонение беше изобразено, например, във филма от 2014 Interstellar /Междузвездното/. Във филма, един час прекаран на планета се равняваше на седем години за космическия екипажа, поради разликите в начина, по който времето се изкривява ,поради „усукване“, причинено от черна дупка. (Торн е също изпълнителен продуцент и консултант за този филм.)
Два допълнителни детектора на LIGO са планирани да започнат работа до 2019 г. в Япония и Италия. Новите съоръжения ще помогнат на астрофизиците да определят точно точното местоположение на катастрофални събития, било то сливания на черни дупки, или на умиращ източник на свръхнова.
Една група от Калифорнийския технологичен институт и на Масачузетския технологичен институт съобщи констатацията днес в Националния пресклуб. Националната научна фондация финансира работата, заедно с изследователски агенции от Германия, Великобритания и Австралия.
Вълните са открити от LIGO, използвайки два детектора на почти 1900 мили един от друг, единият в Ханфорд, Вашингтон. а другаят в Ливингстън, Лос Анджелис. Всеки от тях има две запечатани вакуумни шахти, всяка с дължина от 2,5 мили, оборудвана с лазери и огледала. Пътувайки със скоростта на светлината, гравитационната вълна, открита през септември пристигнали на във Вашингтон 7 милисекунди, след като е била отчетена в югоизточната част на Луизиана.
Лазерите измерват разстоянието между огледалата на изключително прецизно равнище и могат да откриват промени толкова малки, колкото 10-19 метра. Когато през земята премине гравитационна вълна , изкривявайки пространството и времето, разстоянието между огледалата се променя. Тъй като това е вълна с определена честота, Райце оприличи детекторите за многопосочен микрофон.
Първоначалните средства за проекта са събрани през 1992 г. /проектът се финансира от Националния фонд за наука – NSF- бел. пр./ Първите наблюдения започват през лятото на 2002 г. и се оказват безплодни в продължение на осем години. Един „ъпгрейд“ , завършен миналата година, доведе до настоящите наблюдения. Изследователите казват, че инструменти с които понастоящем разполага LIGO са само около една трета по-чувствителни, отколкото са замислени да бъдат, и че очакват по-нататъшната работа да повиши чувствителността им и вероятно да засече повече гравитационни вълни.
(Първоначалната версия на тази статия неточно посочва местоположението на детектора който LIGO разработва в момента. Той ще се намира в Италия, не Индия.)
Source: Bloomberg: Einstein Was Right: Gravity Ripples Across the Universe as Waves, By Justin Bachman , February 11, 2016 — 5:47 PM EET На челната снимка: Техник работи на един от оптичните уреди на LIGO .Photo: LIGO Laboratory
Превод: Пламен К.Геориев