10 фактов о гравитационных волнах, которые вы должны знать

Фактически, существование было впервые предвидено Альбертом Эйнштейном много лет назад. После почти столетнего ожидания, наконец, были открыты гравитационные волны, рябь в ткани пространства-времени. Но почему этот прорыв так важен. Чтобы ответить на этот вопрос, вот 10 фактов о гравитационных волнах:

10 Возможность путешествовать во времени

Мальчики-фанаты научной фантастики со всего мира коллективно намочили штаны, когда было подтверждено, что гравитационные волны действительно существуют. Что их так обрадовало, так это то, что в специальной теории относительности Эйнштейна есть часть, которая полагается на существование гравитационных волн, делающих путешествие во времени возможным. Научное сообщество было быстро указать на то, что мы все еще далеки от путешествия во время быстрее или медленнее, чем 365 дней в год, однако с ловкостью Эйнштейна за то, что правильно это может быть просто вопрос, если время.

«Есть еще много чего…» сказал заведующий кафедрой астрофизики Принстонского университета. «Но уравнения общей теории относительности говорят нам, что они (частицы с отрицательной массой и стабильные кротовые норы) позволят путешествовать во времени». Далее он говорит, что истинные путешествия во времени могут все еще выходить за рамки человеческого понимания, однако общая теория относительности будет иметь важное значение, если это открытие будет сделано.

9 Подтверждение местонахождения

Среди важных фактов о гравитационных волнах — подтверждение местонахождения. Локальность — это теория в физике, которая утверждает, что «то, что происходит здесь, зависит от того, что происходит поблизости, а не от того, что происходит далеко». Это кажется достаточно очевидным в квантовую эпоху, однако в ньютоновские времена было общепризнанным, что гравитация вела себя иначе. Объяснение поведения гравитации Ньютоном состояло в том, что эффекты изменения массы объекта вызывают изменения гравитационной силы во Вселенной.немедленно. Проблема Эйнштейна с этой теорией состоит в том, что это означает, что гравитационные волны движутся быстрее скорости света. Ньютону особенно не нравилась эта теория, потому что она означала, что сила тяжести может распространяться без такой среды, как воздух. В конечном итоге он оставил точку в этой теории и оставил ее на усмотрение своих читателей.

Существование гравитационных волн доказывает, что Ньютон был прав, сомневаясь в своей идее нелокальности, потому что гравитационные волны распространяются через фундаментальные частицы, называемые гравитацией, и движутся со скоростью света.

8 Близнецов Вселенной

Слияние двух черных дыр в сверхмассивную черную дыру — это то, что теоретизировалось, но так и не было доказано, пока пара ученых и их сверхчувствительное оборудование не нашли доказательства того, что такое событие произошло 1,3 миллиарда лет назад. Вопрос о том, как эти две черные дыры подошли достаточно близко, чтобы слиться, — это другой вопрос, и преобладающая теория состоит в том, что они родились в результате коллапса одной звезды: звездной версии матери, рождающей близнецов. Черные дыры образуются, когда звезда взрывается в результате взрыва сверхновой. Ранее не было доказательств того, что одна сверхновая может породить две черные дыры, однако с новыми данными, полученными нами в результате анализа гравитационных волн, можно исследовать новые теории, подобные этим.

7 Новый взгляд на Вселенную

Теперь, когда человечество способно обнаруживать гравитационные волны, у ученых появился совершенно новый способ изучения Вселенной. Способность непосредственно обнаруживать гравитационные волны сродни тому, что слепой внезапно обретает способность видеть. Этот новый сенсорный ввод открывает новое измерение способов взаимодействия со Вселенной, что на сегодняшний день является одним из самых важных фактов о гравитационных волнах.

До сих пор способность ученых исследовать то, что происходит в глубинах космоса, ограничивалась анализом электромагнитных волн, таких как свет и радиоволны, которые проходят через космос. Этот метод анализа ограничен, так как черные дыры не излучают свет, и если электромагнитные волны подходят достаточно близко к черной дыре, они искривляют волны. Гравитационные волны невосприимчивы к этой проблеме, поэтому теперь ученые могут анализировать данные, поступающие непосредственно из черных дыр.

6 новых видов вооружения

Человечество любит оружие. Мы не знаем, хорошо ли это, но это определенно один из главных фактов о гравитационных волнах, который должен знать каждый. С каждым новым открытием, которое делается в мире науки, мы в первую очередь спрашиваем себя: «Можем ли мы использовать его в качестве оружия?». К счастью, астрофизики поспешили указать на то, что идея использования гравитационных волн для приведения в движение межзвездных кораблей — полная чушь, а идея превратить их в оружие столь же смехотворна. Но это не помешало Управлению военной разведки США сформировать комиссию для изучения идеи, могут ли высокочастотные гравитационные волны представлять угрозу безопасности США.

Они, вероятно, просто следили за тем, чтобы все их базы были прикрыты, но давайте не будем забывать, что если вы спросите японское правительство в 1940 году, есть ли у них план действий в чрезвычайных ситуациях на случай падения на них 15-килотонной ядерной бомбы, они посмеялся бы и над тобой. И все мы знаем, что произошло в 1945 году.

5 более продвинутых LIGO

Отодвинув в сторону телескопы, у нас появился новый любимый способ исследовать Вселенную. Обычные методы изучения космоса включают анализ различных форм электромагнитного излучения, перемещающегося в космосе. Основная проблема с использованием электромагнитных волн для изучения космоса заключается в том, что они часто искажаются и затухают, прежде чем достигают Земли. А вот и один из самых удивительных фактов о гравитационных волнах. Это не проблема с гравитационными волнами, которые обнаруживаются с помощью гравитационно-волновых обсерваторий с лазерным интерферометром (LIGO ).

В настоящее время существует только два действующих LIGO для анализа волн ГВ. Это связано с тем, что их строительство стоит дорого: LIGO в США стоит более 1,1 миллиарда долларов за 40 лет, и они были построены как научные эксперименты, основанные на недоказанной теории. После подтверждения гравитационных волн правительства будут более охотно тратить деньги на разработку новых и более совершенных LIGO.

4 Новые коммуникационные технологии

С самого начала человечества электромагнитные волны были нашим предпочтительным средством связи. Мы использовали дымовые сигналы, телефоны и радио. Они являются отличным средством общения, потому что путешествуют со скоростью света и способны преодолевать большие расстояния. Единственный недостаток, который мы обнаружили при использовании электромагнитных волн в связи, заключается в том, что они легко поглощаются массой. Гравитационные волны решают эту проблему, потому что они состоят из настолько крошечных частиц, что проходят через массу без усилий и без затухания. С устранением проблемы «прямой видимости» использование GW для связи значительно снизит потребность в периферийных устройствах, таких как спутники и точки ретрансляции, что значительно снизит затраты на связь.

Единственный недостаток состоит в том, что гравитационные волны очень трудно генерировать, а их еще сложнее обнаружить. Чтобы их использование было практичным, они должны генерироваться на высоких частотах. Наиболее эффективные технологиями, которые мы имеем, способные передавать HFGWs являются синфазной микро-электромеханические систем (MEMS) и детектор Li-Baker HFGW, чтобы обнаружить их. Эти устройства показывают, что связь с использованием GW возможна, однако необходимо проделать гораздо больше работы, чтобы повысить чувствительность детекторов GW и уменьшить количество энергии, необходимое для производства HFGW. Это, без сомнения, один из самых важных фактов о гравитационных волнах.

3 Они не такие, как гравитационные волны

Да, они звучат одинаково, и оба созданы объектами массы, но это совершенно разные вещи. Гравитационные волны — это рябь в пространстве и времени. Они могут путешествовать в космическом вакууме и путешествовать со скоростью света. С другой стороны, гравитационные волны — это явление, возникающее в гидродинамике. Это волна, которая несет в себе силу тяжести, и для ее движения требуется среда, например воздух или вода. Видеть? Совершенно разные вещи.

2 Эйнштейн снова назвал это

Это уже было общеизвестно, но поскольку все больше и больше его предсказаний подтверждается, мы видим, что Эйнштейн не мог ошибиться. Что делает Эйнштейна особенно блестящим, так это то, что он почти полностью был физиком-теоретиком. В то время как большинство ученых полагаются на сложные эксперименты, чтобы сделать свои выводы, Эйнштейн просто выбросил теории и позволил другим людям доказать их, когда технология стала доступной. Вот почему большинство его теорий подтверждается спустя долгое время после его смерти.

Впервые его предсказания о кривизне пространства и времени подтвердились в 1919 году, через 14 лет после публикации его специальной теории относительности. В нем он предсказал, что видимый свет звезд будет огибать Солнце. Однако астрономы были настроены скептически, когда произошло солнечное затмение 1919 года, они повернули свои телескопы к небу и увидели именно то, что он предсказал. С тех пор он был прав, и это показывает, что сомневаться в Эйнштейне можно либо смелым, либо глупым.

1 Абсолютно ничего, так что продолжайте свою повседневную работу

Ага, это номер один среди наиболее важных фактов о гравитационных волнах, которые следует знать. Еще одна теория Эйнштейна оказалась верной. Ничего нового. Его теории подтверждались на протяжении всего прошлого века. Так что, если гравитационные волны действительно существуют? Они были там с незапамятных времен и будут там еще долго после того, как мы уйдем. У ученых может быть повод для радости, но что означают гравитационные волны для обычного Джо? Совершенно ничего. Вам все равно придется вставать по утрам и заниматься повседневными делами. Но вы можете воодушевиться осознанием того, что нам предстоит разгадать еще одной загадкой.

10 фактов о гравитационных волнах

1. Абсолютно ничего, так что оставайтесь на работе
2. Эйнштейн снова назвал это
3. Они не такие, как гравитационные волны
4. Новые коммуникационные технологии
5. Более продвинутые LIGO
6. Новые виды вооружения
7. Новый взгляд на Вселенную
8. Близнецы Вселенной
9. Подтверждение местонахождения
10. Возможность путешествовать во времени

Written by: Kris Kabiru