10 fakta om tyngdebølgene du må vite

Eksistensen av ble faktisk først forventet av Albert Einstein for mange år siden. Etter omtrent et århundre med forventning, har gravitasjonsbølger, krusninger i stoffet av romtid endelig blitt oppdaget. Men hvorfor er dette gjennombruddet så viktig. For å svare på det, er det 10 fakta om tyngdekraftsbølgene:

10 Muligheten for tidsreiser

Sci-fi fan-gutter over hele kloden våter buksene kollektivt når gravitasjonsbølger faktisk ble bekreftet. Det som gjorde dem så glade for det, er at det er en del av Einsteins spesielle relativitetsligning som er avhengig av eksistensen av gravitasjonsbølger for å gjøre tidsreiser mulig. Det vitenskapelige samfunnet var raskt ute med å påpeke at vi fremdeles er langt unna å reise gjennom tiden noe raskere eller langsommere enn 365 dager per år, men med Einsteins evne til å være riktig, kan det bare være et spørsmål om tid.

"Det er fortsatt mye der ute …" sa styreleder for Princeton Universitys astrofysikkavdeling. "Men generelle relativitetsligninger forteller oss at de (negative massepartikler og stabile ormehull) tillater tidsreiser." Han fortsetter med å si at ekte tidsreiser fremdeles kan være godt utenfor menneskets forståelse, men generell relativitet vil være viktig hvis denne oppdagelsen blir gjort.

9 Bekreftelse av lokalitet

Blant de viktigste fakta om tyngdekraftsbølgene er bekreftelsen av lokalitet. Lokalitet er en teori i fysikk som sier at "det som skjer her påvirkes av det som skjer i nærheten av det som skjer langt borte." Dette virker åpenbart nok i kvantealderen, men i newtonske tider ble det generelt akseptert at tyngdekraften ikke oppførte seg slik. Newtons forklaring på tyngdekraftens oppførsel var at effekten av et objekts endring i masse ville forårsake endringer i gravitasjonskraften over hele universetøyeblikkelig. Einsteins problem med denne teorien er at det vil bety at gravitasjonsbølger beveger seg raskere enn lysets hastighet. Newton likte spesielt ikke denne teorien fordi det ville bety at tyngdekraften er i stand til å forplante seg uten et medium som luft. Til slutt la han igjen en nål i denne teorien og overlot den til lesernes skjønn.

Eksistensen av gravitasjonsbølger beviser at Newton hadde rett til å tvile på sin egen ide om ikke-lokalitet fordi gravitasjonsbølger beveger seg via grunnleggende partikler som kalles gravitasjon, og de beveger seg med lysets hastighet.

8 tvillinger fra universet

Sammenslåingen av to sorte hull til et supermassivt svart hull er noe som har blitt teoretisert, men aldri faktisk bevist før et par forskere og deres superfølsomme utstyr fant bevis for at en slik hendelse skjedde for 1,3 milliarder år siden. Spørsmålet om hvordan de to sorte hullene kom nær nok til å smelte sammen, er et annet spørsmål, og en rådende teori er at de ble født fra sammenbruddet av en enkelt stjerne: den fantastiske versjonen av en mor som fødte tvillinger. Sorte hull dannes når en stjerne eksploderer i en supernovaeksplosjon. Det hadde tidligere ikke vært noe bevis på om en supernova kunne føde to sorte hull, men med de nye dataene som ble gitt oss ved å analysere gravitasjonsbølger, kan nye teorier som disse undersøkes.

7 En ny måte å se universet på

Med menneskeheten nå i stand til å oppdage gravitasjonsbølger, har forskere en helt ny måte å studere universet på. Å være i stand til å oppdage gravitasjonsbølger direkte ligner på at en blind person plutselig kan se. Denne nye sensoriske inngangen åpner for en ny dimensjon av måter å samhandle med universet på, som uten tvil er en av de viktigste fakta om tyngdekraftsbølgene.

Inntil nå har forskernes evne til å undersøke hva som skjer i dybden av rommet vært begrenset til å analysere elektromagnetiske bølger som lys og radiobølger som beveger seg over kosmos. Denne analysemetoden er begrenset da svarte hull ikke avgir lys, og hvis EM-bølger kommer nær nok til et svart hull, bøyer de bølgene. Gravitasjonsbølger er immun mot dette problemet, og forskere kan nå analysere data som kommer direkte fra sorte hull.

6 nye typer våpen

Menneskeheten elsker våpen. Vi vet ikke om det er bra, men det er definitivt blant de beste fakta om gravitasjonsbølgene som alle burde vite. Med hver nye oppdagelse som blir gjort i vitenskapens verden, er en av de første tingene vi spør oss selv om ‘kan vi våpenføre det?’ Heldigvis har astrofysikere vært raske med å påpeke at ideen om å bruke gravitasjonsbølger for å drive interstellar håndverk er absolutt søppel, og ideen om å gjøre dem til våpen er like latterlig. Men det hindret ikke United States Defense Intelligence Agency i å danne en kommisjon for å se på ideen om hvorvidt høyfrekvente gravitasjonsbølger kan utgjøre en trussel mot USAs sikkerhet.

De sørget sannsynligvis bare for at de hadde alle basene dekket, men la oss ikke glemme at hvis du spurte den japanske regjeringen i 1940 om de hadde en beredskapsplan for muligheten for at en atomkilde på 15 kilo skulle bli kastet over dem, ville ha ledd av deg også. Og vi vet alle hva som skjedde i 1945.

5 mer avanserte LIGOer

Flytt til side teleskoper, vi har en ny favorittmåte å sjekke ut universet. Konvensjonelle metoder for å studere kosmos innebærer å analysere forskjellige former for elektromagnetisk stråling når den beveger seg gjennom rommet. Hovedproblemet med å bruke EM-bølger for å se ut i rommet er at de ofte blir forvrengt og dempet før de kan nå jorden. Her kommer en av de mest fantastiske fakta om tyngdekraftsbølgene. Dette er ikke noe problem med gravitasjonsbølger som blir oppdaget ved hjelp av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO ).

For tiden er det bare to operative LIGOer for å analysere GW-bølger. Dette er fordi de er dyre å bygge, med den USA-baserte LIGO som koster over 1,1 milliarder dollar i løpet av 40 år, og de ble bygget som vitenskapelige eksperimenter basert på en uprøvd teori. Med bekreftelsen av tyngdekraftsbølger vil regjeringer være mer villige til å bruke penger på utvikling av nye og mer avanserte LIGOer.

4 Ny kommunikasjonsteknologi

Siden begynnelsen av mennesker har elektromagnetiske bølger vært vårt foretrukne kommunikasjonsmiddel. Vi brukte røyksignaler, telefoner og radioer. De er en flott kommunikasjonsmetode fordi de reiser med lysets hastighet og er i stand til å dekke store avstander. De eneste ulempene vi har funnet i bruken av elektromagnetiske bølger i kommunikasjon, er at de lett absorberes av masse. Gravitasjonsbølger løser dette problemet fordi de er laget av partikler så små at de enkelt går gjennom massen uten demping. Med "synsfeltproblemet" løst, vil bruken av GW for kommunikasjon i stor grad redusere behovet for perifere enheter som satellitter og relépunkter, noe som vil redusere kommunikasjonskostnadene sterkt.

Den eneste ulempen er at tyngdekraftsbølger er veldig vanskelige å generere, og å oppdage dem er enda vanskeligere. For at deres bruk skal være praktisk, må de genereres ved høye frekvenser. Den mest effektive teknologien vi har i stand til å overføre HFGWs er et in-fase mikroelektrisk mekanisk system (MEMS) og Li-Baker HFGW detektor for å oppdage dem. Disse enhetene viser at kommunikasjon ved bruk av GW er mulig, men mye mer arbeid må gjøres for å øke følsomheten til GW-detektorer og redusere mengden strøm som kreves for å produsere HFGW. Dette er uten tvil blant de viktigste fakta om tyngdekraftsbølgene.

3 De er ikke det samme som Gravity Waves

Ja, de høres like ut, og de er begge skapt av masseobjekter, men de er helt forskjellige ting. Gravitasjonsbølger er krusninger i rom og tid. De kan reise gjennom vakuumet i rommet og reise med lysets hastighet. Tyngdekraftsbølger derimot er et fenomen som oppstår i væskedynamikk. De er bølgen som bærer en tyngdekraft, og det krever et medium å bevege seg gjennom som luft eller vann. Se? Helt forskjellige ting.

2 Einstein kalte det igjen

Dette var allerede kjent, men ettersom flere og flere av hans spådommer viser seg å være riktige, kan vi se at Einstein ikke kunne gjøre noe galt. Det som gjør Einstein spesielt strålende var at han nesten utelukkende var en teoretisk fysiker. Mens de fleste forskere stoler på komplekse eksperimenter for å utlede sine konklusjoner, kastet Einstein bare teorier der ute og lot andre mennesker bevise dem da teknologien ble tilgjengelig. Derfor er de fleste av hans teorier bevist lenge etter at han døde.

Den første gangen hans spådommer om krumning av rom og tid ble bekreftet, var i 1919, 14 år etter publiseringen av hans spesielle relativitetsteori. I det spådde han at synlig lys fra stjernene ville bøye seg rundt solen. Astronomer var skeptiske, men da solformørkelsen i 1919 kom, vendte de teleskopene mot himmelen og så nøyaktig hva han forutsa. Han har hatt rett siden, noe som viser at det tar enten en modig mann eller en tosk for å tvile på Einstein.

1 Absolutt ingenting så Behold jobben din

Yup, det er nummer én blant de viktigste fakta om tyngdekraftsbølgene man burde vite. Nok en av Einsteins teorier har vist seg å være korrekte. Det er ikke noe nytt. Teoriene hans har vist seg å være rette gjennom hele forrige århundre. Så hva om gravitasjonsbølger faktisk eksisterer? De har vært der siden tidenes morgen, og de kommer til å være der lenge etter at vi er borte. Forskere kan ha en grunn til å feire, men hva betyr gravitasjonsbølger for den gjennomsnittlige Joe? Absolutt ingenting. Du er fortsatt nødt til å stå opp om morgenen og gå om ditt daglige slit. Men du kan være hjertelig i å vite at det er ett mindre mysterium der ute for oss å løse.

10 fakta om tyngdekraftsbølgene

1. Absolutt ingenting så Behold din dagjobb
2. Einstein kalte det igjen
3. De er ikke det samme som Gravity Waves
4. Ny kommunikasjonsteknologi
5. Mer avanserte LIGOer
6. Nye typer våpen
7. En ny måte å se universet på
8. Twins of the Universe
9. Bekreftelse av lokalitet
10. Muligheten for tidsreiser

Skrevet av: Kris Kabiru