10 fakta om tyngdkraftsvågorna du måste veta
Förekomsten av förväntades faktiskt först av Albert Einstein för många år sedan. Efter ungefär ett sekel av förväntan har gravitationsvågor, krusningar i rymdtidens äntligen upptäckts. Men varför är detta genombrott så viktigt. För att svara på det här är 10 fakta om gravitationens vågor:
10 Möjligheten till tidsresor
Sci-fi-fan-pojkar över hela världen fuktar kollektivt sina byxor när gravitationsvågor bekräftades att de verkligen existerar. Det som gjorde dem så glada över det är att det finns en del av Einsteins speciella relativitetsekvation som förlitar sig på förekomsten av gravitationsvågor för att göra tidsresor möjliga. Det vetenskapliga samfundet var snabb att påpeka att vi är fortfarande långt borta från att resa genom tiden fortare eller långsammare än 365 dagar per år men med Einsteins talang för att vara korrekt kan det bara vara en fråga om tid.
"Det finns fortfarande mycket där ute …" sa ordföranden för Princeton Universitys astrofysikavdelning. "Men generella relativitetsekvationer säger att de (negativa masspartiklar och stabila maskhål) skulle tillåta tidsresor." Han fortsätter med att säga att sann tidsresa fortfarande kan ligga långt utanför människans förståelse, men allmän relativitet är nödvändig om upptäckten görs.
9 Bekräftelse av lokalitet
Bland de viktiga fakta om gravitationens vågor är bekräftelsen av lokalitet. Lokalitet är en fysikteori som säger att "vad som händer här påverkas av vad som händer i närheten snarare än vad som händer långt borta." Detta verkar uppenbart tillräckligt i kvantåldern men i Newtonian tider var det allmänt accepterat att tyngdkraften inte uppförde sig på det sättet. Newtons förklaring av gravitationens beteende var att effekterna av ett objekts massförändring skulle orsaka förändringar i gravitationskraften över universumomedelbart. Einsteins problem med denna teori är att det skulle betyda att gravitationsvågor rör sig snabbare än ljusets hastighet. Newton ogillade särskilt denna teori eftersom det skulle betyda att tyngdkraften kan sprida sig utan ett medium som luft. Han lämnade slutligen en nål i denna teori och lämnade den till sina läsares bedömning.
Förekomsten av gravitationsvågor bevisar att Newton hade rätt att tvivla på sin egen idé om icke-lokalitet eftersom gravitationsvågor färdas via grundläggande partiklar som kallas gravitation och de färdas med ljusets hastighet.
8 Universums tvillingar
Sammanfogningen av två svarta hål till ett supermassivt svart hål är något som har teoretiserats men aldrig faktiskt bevisats förrän ett par forskare och deras superkänsliga utrustning hittade bevis för att en sådan händelse hände för 1,3 miljarder år sedan. Frågan om hur de två svarta hålen kom tillräckligt nära för att smälta samman är en annan fråga och en rådande teori är att de föddes från kollapsen av en enda stjärna: stjärnversionen av en mamma som födde tvillingar. Svarta hål bildas när en stjärna exploderar i en supernovaexplosion. Det hade tidigare inte funnits några bevis för huruvida en supernova kunde födas med två svarta hål, men med de nya uppgifterna som vi fick genom att analysera gravitationsvågor kan nya teorier som dessa undersökas.
7 Ett nytt sätt att se universum
Med mänskligheten som nu kan upptäcka gravitationsvågor har forskare ett helt nytt sätt att studera universum. Att kunna upptäcka gravitationsvågor direkt liknar en blind person som plötsligt kan se. Denna nya sensoriska ingång öppnar upp en ny dimension av sätt att interagera med universum, vilket är den överlägset viktigaste fakta om gravitationens vågor.
Hittills har forskarnas förmåga att undersöka vad som händer i djupet av rymden varit begränsad till att analysera elektromagnetiska vågor som ljus och radiovågor som färdas över kosmos. Denna analysmetod är begränsad eftersom svarta hål inte avger ljus och om EM-vågor kommer tillräckligt nära ett svart hål böjer de vågorna. Gravitationsvågor är immuna mot detta problem och så kan forskare nu analysera data som kommer direkt från svarta hål.
6 nya typer av vapen
Mänskligheten älskar vapen. Vi vet inte om det är bra men det är definitivt en av de bästa fakta om allvarvågorna som alla borde veta. Med varje ny upptäckt som görs i vetenskapens värld är en av de första sakerna vi frågar oss själva: ‘kan vi beväpna det?' Tack och lov har astrofysiker varit snabba med att påpeka att tanken på att använda gravitationsvågor för att driva interstellära hantverk är absolut skräp och idén att göra dem till vapen är lika skrattretande. Men det hindrade inte United States Defense Intelligence Agency från att bilda en kommission för att undersöka idén om huruvida högfrekventa gravitationsvågor skulle kunna utgöra ett hot mot USA: s säkerhet.
De var nog bara med att se till att de hade alla sina baser täckta men låt oss inte glömma att om du frågade den japanska regeringen 1940 om de hade en beredskapsplan för möjligheten att en 15 kilo ton kärnbomb skulle släppas på dem, skulle ha skrattat åt dig också. Och vi vet alla vad som hände 1945.
5 mer avancerade LIGO
Flytta bort teleskop, vi har ett nytt favorit sätt att kolla in universum. Konventionella metoder för att studera kosmos involverar analys av olika former av elektromagnetisk strålning när den färdas genom rymden. Det största problemet med att använda EM-vågor för att se ut i rymden är att de ofta förvrängs och dämpas innan de når jorden. Här kommer en av de mest fantastiska om fakta om gravitationens vågor. Detta är inte ett problem med gravitationella vågor som detekteras med hjälp av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO ).
För närvarande finns det bara två operativa LIGO för analys av GW-vågor. Detta beror på att de är dyra att bygga, med den amerikanska baserade LIGO som kostar mer än 1,1 miljarder dollar under 40 år och de byggdes som vetenskapliga experiment baserat på en obevisad teori. Med bekräftelsen av gravitationsvågorna kommer regeringarna att vara mer villiga att spendera pengar på utvecklingen av nya och mer avancerade LIGO.
4 Ny kommunikationsteknik
Sedan människans gryning har elektromagnetiska vågor varit vårt föredragna kommunikationsmedel. Vi använde röksignaler, telefoner och radioapparater. De är en utmärkt kommunikationsmetod eftersom de färdas med ljusets hastighet och kan täcka stora avstånd. De enda nackdelarna som vi har funnit vid användningen av elektromagnetiska vågor i kommunikationen är att de lätt absorberas av massa. Gravitationsvågor löser detta problem eftersom de är gjorda av så små partiklar att de passerar utan problem utan dämpning. Med problemet med "siktlinje" fixat skulle användningen av GW för kommunikation kraftigt minska behovet av kringutrustning som satelliter och reläpunkter, vilket avsevärt skulle minska kommunikationskostnaderna.
Den enda nackdelen är att tyngdkraftsvågor är mycket svåra att generera och att upptäcka dem är ännu svårare. För att deras användning ska vara praktisk måste de genereras vid höga frekvenser. Den mest effektiva tekniken som vi har för att överföra HFGWs är ett fasmikroelektriskt mekaniskt system (MEMS) och Li-Baker HFGW-detektorn för att upptäcka dem. Dessa enheter visar att kommunikation med GW är möjlig men mycket mer arbete måste göras för att öka känsligheten hos GW-detektorer och minska mängden kraft som krävs för att producera HFGW. Detta är utan tvekan bland de viktigaste fakta om allvarvågorna.
3 De är inte samma som Gravity Waves
Ja, de låter desamma och båda skapas av massföremål men de är helt olika saker. Gravitationsvågor är krusningar i rum och tid. De kan färdas genom rymdens vakuum och färdas med ljusets hastighet. Gravitation vågor å andra sidan är ett fenomen som uppstår i vätskedynamik. De är vågen som bär en tyngdkraft och det kräver ett medium för att röra sig genom t.ex. luft eller vatten. Ser? Helt olika saker.
2 Einstein kallade det igen
Detta var redan allmänt känt, men eftersom fler och fler av hans förutsägelser visar sig vara rätta, kan vi se att Einstein inte kunde göra något fel. Det som gör Einstein särskilt lysande var att han nästan helt var en teoretisk fysiker. Medan de flesta forskare förlitar sig på komplexa experiment för att dra slutsatser, kastade Einstein bara teorier där ute och lät andra människor bevisa dem när tekniken blev tillgänglig. Det är därför de flesta av hans teorier är bevisade långt efter att han dog.
Första gången hans förutsägelser om krökning av rymden och tiden bekräftades var 1919, 14 år efter publiceringen av hans speciella relativitetsteori. I det förutspådde han att synligt ljus från stjärnorna skulle böjas runt solen. Astronomer var skeptiska men när solförmörkelsen 1919 uppstod vände de sina teleskop mot himlen och såg exakt vad han förutspådde. Han har haft rätt sedan som visar att det krävs antingen en modig man eller en dår att tvivla på Einstein.
1 Absolut ingenting så behåll ditt dagjobb
Yup, det är nummer ett bland de viktigaste fakta om allvarvågorna man borde veta. Ännu en av Einsteins teorier har visat sig vara korrekta. Det är inget nytt. Hans teorier har visat sig vara rätta under det senaste århundradet. Så vad händer om gravitationella vågor verkligen finns? De har varit där sedan tidernas gryning och de kommer att vara där långt efter att vi är borta. Forskare kan ha en anledning att fira, men vad betyder gravitationsvågor för den genomsnittliga Joe? Absolut ingenting. Du kommer fortfarande att behöva stå upp på morgonen och gå igenom din dagliga mala. Men du kan vara medveten om att det finns ett mindre mysterium där ute att lösa.
10 fakta om tyngdkraftsvågorna
- Absolut ingenting så behåll ditt dagjobb
- Einstein kallade det igen
- De är inte samma som Gravity Waves
- Ny kommunikationsteknik
- Mer avancerade LIGO
- Nya typer av vapen
- Ett nytt sätt att se universum
- Twins of the Universe
- Bekräftelse av lokalitet
- Möjligheten till tidsresor
Skriven av: Kris Kabiru