10 tietoa painovoimista, jotka sinun on tiedettävä
Albert Einstein ennakoi itse asiassa ensimmäisen olemassaolon monta vuotta sitten. Noin vuosisadan ennakoinnin jälkeen on lopulta löydetty gravitaatioaaltoja, aaltoiluja aika-ajan kudoksessa. Mutta miksi tämä läpimurto on niin tärkeä. Vastauksena tähän on 10 tosiasiaa painovoimasta:
10 Aikamatkojen mahdollisuus
Scifi-fani-pojat eri puolilla maailmaa kastelevat yhdessä housujaan, kun gravitaatioaaltojen todettiin olevan olemassa. Mikä on tehnyt heistä niin onnellisia, on se, että on osa Einsteinin erityisestä suhteellisuusyhtälöstä, joka perustuu gravitaatioaaltojen olemassaoloon mahdollistamaan aikamatkan. Tiedeyhteisö oli nopea huomauttaa, että olemme vielä kaukana pois kautta kulkeviin aikaa yhtään nopeammin tai hitaammin yli 365 päivää vuodessa, mutta jossa Einsteinin taito oikeaksi se voi olla vain ajan kysymys, jos aikaa.
"Siellä on vielä paljon …" sanoi Princetonin yliopiston astrofysiikan osaston puheenjohtaja. "Mutta yleiset suhteellisuustehtävät kertovat meille, että ne (negatiiviset massahiukkaset ja vakaat madonreiät) mahdollistaisivat aikamatkan." Hän jatkaa, että todellinen aikamatkailu voi silti olla selvästi ihmisen ymmärryksen ulottumattomissa, mutta yleinen suhteellisuusteoria on välttämätöntä, jos tuo löytö tehdään.
9 Vahvistus sijainnista
Merkittäviä tosiasioita painovoimasta on paikan vahvistus. Paikallisuus on fysiikan teoria, jonka mukaan "täällä tapahtuvaan vaikuttaa lähinnä tapahtuva eikä kaukana tapahtuva". Tämä tuntuu tarpeeksi ilmeiseltä kvanttikaudella, mutta Newtonin aikoina hyväksyttiin yleisesti, että painovoima ei käyttäytynyt tällä tavalla. Newtonin selitys painovoiman käyttäytymisestä oli, että kohteen massan muutoksen vaikutukset aiheuttaisivat muutoksia gravitaatiovoimassa kaikkialla maailmankaikkeudessaheti. Einsteinin ongelma tämän teorian kanssa on, että se tarkoittaisi, että gravitaatioaallot liikkuvat nopeammin kuin valon nopeus. Newton ei erityisesti pitänyt tästä teoriasta, koska se tarkoittaisi, että painovoima pystyy etenemään ilman väliainetta, kuten ilmaa. Lopulta hän jätti nastan tähän teoriaan ja jätti sen lukijoiden harkintaan.
Gravitaatioaaltojen olemassaolo osoittaa, että Newton oli oikeassa epäilemässä omaa ajatustaan ei-paikallisuudesta, koska gravitaatioaallot kulkevat gravitaatioksi kutsuttujen perushiukkasten kautta ja ne kulkevat valon nopeudella.
8 maailmankaikkeuden kaksoset
Kahden mustan aukon sulautuminen erittäin massiiviseksi mustaksi aukoksi on teorioitu, mutta sitä ei ole koskaan todistettu, ennen kuin pari tutkijaa ja heidän erittäin herkkä laitteistonsa löysivät todisteita tällaisen tapahtuman tapahtumisesta 1,3 miljardia vuotta sitten. Kysymys siitä, kuinka nämä kaksi mustaa aukkoa tulivat tarpeeksi lähelle sulautumaan, on toinen kysymys ja vallitseva teoria on, että ne syntyivät yhden tähden romahtamisesta: kaksoset synnyttävän äidin tähtiversio. Mustia aukkoja syntyy, kun tähti räjähtää supernovaräjähdyksessä. Aikaisemmin ei ollut ollut näyttöä siitä, voisiko yksi supernova syntyä kaksi mustaa aukkoa, mutta uusien tietojen perusteella, jotka annettiin meille analysoimalla gravitaatioaaltoja, voidaan tutkia tällaisia uusia teorioita.
7 Uusi tapa nähdä maailmankaikkeus
Kun ihmiskunta pystyy nyt havaitsemaan gravitaatioaallot, tutkijoilla on täysin uusi tapa tutkia maailmankaikkeutta. Mahdollisuus havaita gravitaatioaallot suoraan muistuttaa sokeaa, joka yhtäkkiä pystyy näkemään. Tämä uusi aistintulos avaa uuden ulottuvuuden tavoista olla vuorovaikutuksessa maailmankaikkeuden kanssa, mikä on ylivoimaisesti yksi tärkeimmistä tosiasioista painovoimasta.
Tähän asti tutkijoiden kyky tutkia, mitä avaruuden syvyydessä tapahtuu, on rajoittunut kosmosen läpi kulkevien sähkömagneettisten aaltojen, kuten valo- ja radioaaltojen, analysointiin. Tätä analyysimenetelmää on rajoitettu, koska mustat aukot eivät lähetä valoa ja jos EM-aallot tulevat riittävän lähelle mustaa aukkoa, ne taipavat aaltoja. Gravitaatioaallot ovat immuuneja tälle ongelmalle, joten tutkijat pystyvät nyt analysoimaan tietoja, jotka tulevat suoraan mustista aukoista.
6 uutta asetyyppiä
Ihmiskunta rakastaa aseita. Emme tiedä, onko se hyvä asia, mutta se on ehdottomasti yksi tärkeimmistä tosiasioista painovoimasta, jonka kaikkien tulisi tietää. Jokaisella tiedemaailmassa tehdyllä uudella löydöllä yksi ensimmäisistä asioista, joita kysymme itseltämme, on "voimmeko aseistaa sen?" Onneksi astrofyysikot ovat nopeasti huomauttaneet, että ajatus gravitaatioaaltojen käyttämisestä tähtienväliseen veneeseen on ehdottoman roskaa ja ajatus niiden muuttamisesta aseiksi on yhtä naurettavaa. Mutta se ei estänyt Yhdysvaltojen puolustus tiedustelupalvelua muodostamasta komissiota tutkiakseen ajatusta siitä, voisivatko korkean taajuuden painovoimat aiheuttaa uhkaa Yhdysvaltojen turvallisuudelle.
He luultavasti vain varmistivat, että kaikki tukikohdat on peitetty, mutta älä unohda, että jos kysyt Japanin hallitukselta vuonna 1940, onko heillä varautumissuunnitelma mahdollisuudesta pudottaa 15 kilotonninen ydinpommi heille, he olisi nauranut myös sinulle. Ja me kaikki tiedämme mitä tapahtui vuonna 1945.
5 edistyneempää LIGOa
Siirrä kaukoputket syrjään, meillä on uusi suosikki tapa tarkistaa maailmankaikkeus. Tavanomaiset menetelmät kosmoksen tutkimiseen käsittävät sähkömagneettisen säteilyn erilaisten muotojen analysoinnin, kun ne kulkevat avaruudessa. Suurin ongelma EM-aaltojen käyttämisessä avaruuteen katsomiseen on, että ne vääristyvät ja vaimennetaan usein ennen kuin ne pääsevät maapallolle. Tässä tulee yksi upeimmista tosiasioista painovoima-aalloista. Tämä ei ole ongelma gravitaatioaalloilla, jotka havaitaan laserinterferometrin gravitaatioaaltohavainnoilla (LIGO ).
Tällä hetkellä GW-aaltojen analysointiin on vain kaksi toiminnallista LIGO: ta. Tämä johtuu siitä, että niiden rakentaminen on kallista, kun yhdysvaltalainen LIGO maksaa yli 1,1 miljardia dollaria 40 vuoden aikana ja ne rakennettiin tieteellisiin kokeisiin, jotka perustuvat todistamattomaan teoriaan. Vakavuuden aaltojen vahvistuttua hallitukset ovat halukkaampia käyttämään rahaa uusien ja edistyneempien LIGO-organisaatioiden kehittämiseen.
4 Uusi viestintätekniikka
Ihmisen aamunkoitosta lähtien sähkömagneettiset aallot ovat olleet ensisijainen viestintävälineemme. Käytimme savumerkkejä, puhelimia ja radioita. Ne ovat loistava tapa kommunikoida, koska ne kulkevat valon nopeudella ja pystyvät kulkemaan pitkiä matkoja. Ainoat haittatekijät, joita olemme löytäneet sähkömagneettisten aaltojen käytöstä viestinnässä, on se, että ne absorboivat ne helposti massaan. Gravitaatioaallot ratkaisevat tämän ongelman, koska ne on valmistettu niin pienistä hiukkasista, että ne kulkevat massan läpi vaivattomasti ilman vaimennusta. Kun näköyhteysongelma on korjattu, GW: n käyttö viestintään vähentäisi huomattavasti oheislaitteiden, kuten satelliittien ja välityspisteiden, tarvetta, mikä vähentäisi huomattavasti viestintäkustannuksia.
Ainoa haittapuoli on, että painovoima-aaltoja on erittäin vaikea tuottaa ja niiden havaitseminen on vielä vaikeampaa. Jotta niiden käyttö olisi käytännöllistä, ne on luotava suurilla taajuuksilla. Tehokkain tekniikka, että meillä on, joka pystyy lähettämään HFGWs on samanvaiheinen mikro-sähkö mekaaninen järjestelmä (MEMS) ja Li-Baker HFGW detektoimiseksi niitä. Nämä laitteet osoittavat, että tiedonsiirto GW: n avulla on mahdollista, mutta paljon enemmän työtä on tehtävä GW-ilmaisimien herkkyyden lisäämiseksi ja HFGW: iden tuottamiseen tarvittavan tehon vähentämiseksi. Tämä on epäilemättä yksi painovoima-aineiden merkittävimmistä tiedoista.
3 Ne eivät ole samoja kuin painovoima-aallot
Kyllä, ne kuulostavat samalla tavalla ja molemmat ovat massan esineiden luomia, mutta ne ovat täysin erilaisia asioita. Gravitaatioaallot ovat aaltoiluja tilassa ja ajassa. He voivat matkustaa avaruuden tyhjiön läpi ja liikkua valon nopeudella. Painovoima on toisaalta ilmiö, joka syntyy nestedynamiikassa. Ne ovat aalto, joka kuljettaa painovoimaa pitkin, ja se vaatii väliaineen liikkumiseen, kuten ilma tai vesi. Näetkö? Täysin erilaisia asioita.
2 Einstein kutsui sitä uudestaan
Tämä oli jo yleisesti tiedossa, mutta koska yhä useammat hänen ennustuksistaan ovat osoittautuneet oikeiksi, voimme nähdä, että Einstein ei voinut tehdä väärin. Einsteinin tekee erityisen loistavaksi se, että hän oli melkein kokonaan teoreettinen fyysikko. Vaikka useimmat tutkijat luottavat monimutkaisiin kokeisiin johtopäätöksensä tekemiseksi, Einstein vain heitti teoriat sinne ja antoi muiden ihmisten todistaa ne, kun tekniikka tuli saataville. Siksi suurin osa hänen teorioistaan on todistettu kauan kuoleman jälkeen.
Ensimmäistä kertaa hänen ennusteensa avaruuden ja ajan kaarevuudesta vahvistettiin vuonna 1919, 14 vuotta hänen erityisen suhteellisuusteoriansa julkaisemisen jälkeen. Siinä hän ennusti, että tähtien näkyvä valo taipuu auringon ympäri. Tähtitieteilijät olivat kuitenkin skeptisiä, kun vuoden 1919 auringonpimennys tapahtui, he käänsivät kaukoputket taivaalle ja näkivät täsmälleen sen, mitä hän ennusti. Hän on ollut oikeassa siitä lähtien, mikä osoittaa, että Einsteinin epäilemiseen tarvitaan joko rohkea mies tai tyhmä.
1 Ehdottomasti mitään, joten pidä päivätyösi
Jep, se on numero yksi tärkeimmistä tosiasioista painovoimasta, jonka pitäisi tietää. Vielä yksi Einsteinin teorioista on osoittautunut oikeiksi. Se ei ole mitään uutta. Hänen teoriansa ovat osoittautuneet oikeiksi viime vuosisadan ajan. Joten mitä jos gravitaatioaallot todella ovat olemassa? He ovat olleet siellä aikojen alusta lähtien ja he ovat siellä kauan sen jälkeen kun olemme poissa. Tutkijoilla voi olla syytä juhlia, mutta mitä gravitaatioaallot tarkoittavat keskimääräiselle Joelle? Ei yhtään mitään. Joudut edelleen nousemaan aamulla ja suorittamaan päivittäistä jauhamistasi. Mutta voit ottaa sydämen siitä, että tiedämme, että meillä on yksi mysteeri vähemmän, jonka voimme ratkaista.
10 tietoa painovoimasta
- Ehdottomasti mitään, joten pidä päivätyösi
- Einstein kutsui sitä uudestaan
- Ne eivät ole samoja kuin painovoima-aallot
- Uusi viestintätekniikka
- Kehittyneemmät LIGOt
- Uudentyyppiset aseet
- Uusi tapa nähdä maailmankaikkeus
- Kaksoset maailmankaikkeudesta
- Vahvistus sijainnista
- Aikamatkojen mahdollisuus
Kirjoittanut: Kris Kabiru