Nowe okno na Wszechświat: Nagroda Nobla z fizyki 2017
Nowe
okno na Wszechświat:
Nagroda Nobla z fizyki 2017
Tegoroczna
nagroda Nobla przypadła w udziale fizykom, którzy znacząco
przyczynili się do zarejestrowania fal grawitacyjnych odkrywając
tym samym zupełnie nową metodę poznawania tajemnic Wszechświata.
Detektory LIGO i Virgo zarejestrowały do tej pory siedem źródeł, które wyemitowały fale grawitacyjne. Są wśród nich tak interesujące obiekty, jak zlewające się czarne dziury i łączące się ze sobą gwiazdy neutronowe. Oba typy obiektów są ostatnimi stadiami ewolucji bardzo masywnych gwiazd (co najmniej osiem razy masywniejszych od Słońca). Jak je wykryto?
Im masywniejszy obiekt, tym tworzy silniejsze pole grawitacyjne. Na przykład mniejszy Księżyc krąży wokół dużo większej Ziemi, ale Ziemia nie może się równać ze Słońcem, stąd to my je obiegamy, a nie na odwrót.
W 1915 roku Albert Einstein zasugerował, że na grawitację można patrzeć inaczej; Ziemia nie krąży wokół Słońca dlatego, że jest przyciągana, ale dlatego, że Słońce zakrzywia wokół siebie czasoprzestrzeń, a obiekty w to zakrzywienie „wpadają” i zaczynają ruch po orbicie. Ta idea leży u podstaw Ogólnej Teorii Względności. Przez lata od jej sformułowania prawidłowo wyjaśniła wiele zaobserwowanych defektów orbit i przewidziała efekt mikrosoczewkowania grawitacyjnego, który pozwala nam odkrywać pozaziemskie planety.
Einstein wyprowadził ze swojej teorii równania, które sugerowały, że bardzo masywne obiekty mogłyby wysyłać fale: ale nie takie, jak radiowe, Roentgena czy z mikrofalówki, tylko zupełnie nowych ich rodzaj: fale grawitacyjne. Powstawałyby one przy drganiu ogromnych mas, a ich specjalną właściwością byłoby ściskanie wspomnianej czasoprzestrzeni. Dodajmy, że bardzo małe ściskanie. Pod wpływem fali grawitacyjnej odległość Ziemia – Księżyc zmniejszyłaby się o… 14 atomów.
Żeby zarejestrować coś tak niewielkiego, trzeba dysponować precyzyjnym instrumentem. Okazuje się, że takie drobne przesunięcia łatwo jest zauważyć dzięki zmianie natężenia światła lasera, którego promienie krzyżują się i wpadają na siebie. Taki urządzenie, zwane interferometrem, musi być jednak wystarczająco duże, by precyzyjnie badać zjawiska grawitacyjne. I tak właśnie jest: wspomniane detektory LIGO/Virgo składają się z dwóch tuneli po 3-4 km długości. Światło lasera pokonuje cały ten dystans, odbija się od lustra, wraca i krzyżuje się z drugim promieniem. Jeżeli którykolwiek tunel zostałby ściśnięty, momentalnie zauważylibyśmy, że jasność lasera się zmienia. Trzeba tylko cierpliwie poczekać aż pojawi się wystarczająco silna fala grawitacyjna.
Detektory są teraz wyłączone i przechodzą modernizacje, które zwiększą ich dokładność. Dostaliśmy nowe możliwości badania Kosmosu i stoimy na progu wielkich odkryć.
Źródła
Nagroda Nobla z fizyki 2017
Antoni
Kurek
 |
Laureaci
Nagrody Nobla z Fizyki:
Rainer Weiss, Barry Barish, Kip Thorne
|
Detektory LIGO i Virgo zarejestrowały do tej pory siedem źródeł, które wyemitowały fale grawitacyjne. Są wśród nich tak interesujące obiekty, jak zlewające się czarne dziury i łączące się ze sobą gwiazdy neutronowe. Oba typy obiektów są ostatnimi stadiami ewolucji bardzo masywnych gwiazd (co najmniej osiem razy masywniejszych od Słońca). Jak je wykryto?
Im masywniejszy obiekt, tym tworzy silniejsze pole grawitacyjne. Na przykład mniejszy Księżyc krąży wokół dużo większej Ziemi, ale Ziemia nie może się równać ze Słońcem, stąd to my je obiegamy, a nie na odwrót.
W 1915 roku Albert Einstein zasugerował, że na grawitację można patrzeć inaczej; Ziemia nie krąży wokół Słońca dlatego, że jest przyciągana, ale dlatego, że Słońce zakrzywia wokół siebie czasoprzestrzeń, a obiekty w to zakrzywienie „wpadają” i zaczynają ruch po orbicie. Ta idea leży u podstaw Ogólnej Teorii Względności. Przez lata od jej sformułowania prawidłowo wyjaśniła wiele zaobserwowanych defektów orbit i przewidziała efekt mikrosoczewkowania grawitacyjnego, który pozwala nam odkrywać pozaziemskie planety.
Einstein wyprowadził ze swojej teorii równania, które sugerowały, że bardzo masywne obiekty mogłyby wysyłać fale: ale nie takie, jak radiowe, Roentgena czy z mikrofalówki, tylko zupełnie nowych ich rodzaj: fale grawitacyjne. Powstawałyby one przy drganiu ogromnych mas, a ich specjalną właściwością byłoby ściskanie wspomnianej czasoprzestrzeni. Dodajmy, że bardzo małe ściskanie. Pod wpływem fali grawitacyjnej odległość Ziemia – Księżyc zmniejszyłaby się o… 14 atomów.
Żeby zarejestrować coś tak niewielkiego, trzeba dysponować precyzyjnym instrumentem. Okazuje się, że takie drobne przesunięcia łatwo jest zauważyć dzięki zmianie natężenia światła lasera, którego promienie krzyżują się i wpadają na siebie. Taki urządzenie, zwane interferometrem, musi być jednak wystarczająco duże, by precyzyjnie badać zjawiska grawitacyjne. I tak właśnie jest: wspomniane detektory LIGO/Virgo składają się z dwóch tuneli po 3-4 km długości. Światło lasera pokonuje cały ten dystans, odbija się od lustra, wraca i krzyżuje się z drugim promieniem. Jeżeli którykolwiek tunel zostałby ściśnięty, momentalnie zauważylibyśmy, że jasność lasera się zmienia. Trzeba tylko cierpliwie poczekać aż pojawi się wystarczająco silna fala grawitacyjna.
Detektory są teraz wyłączone i przechodzą modernizacje, które zwiększą ich dokładność. Dostaliśmy nowe możliwości badania Kosmosu i stoimy na progu wielkich odkryć.
Źródła
Komentarze
Prześlij komentarz