Γνωρίζουμε ότι το πεδίο της φυσικής έχει πολλές πτυχές που καθιστούν πολύ δύσκολο για τους περισσότερους ανθρώπους να κατανοήσουν. Μία από αυτές τις πτυχές είναι βαρυτικά κύματα. Αυτά τα κύματα είχαν προβλεφθεί από τον επιστήμονα Albert Einstein και ανακαλύφθηκαν 100 χρόνια μετά την πρόβλεψή τους. Αντιπροσωπεύουν μια σημαντική ανακάλυψη για την επιστήμη στη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Επομένως, πρόκειται να αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πω ό, τι πρέπει να ξέρετε για τα κύματα βαρύτητας, τα χαρακτηριστικά και τη σημασία τους.
Τι είναι τα βαρυτικά κύματα
Μιλάμε για την αναπαράσταση μιας διαταραχής στο χωροχρόνο που δημιουργείται από την ύπαρξη ενός επιταχυνόμενου ογκώδους σώματος που παράγει μια επέκταση ενέργειας σε όλες τις κατευθύνσεις με την ταχύτητα του φωτός. Το φαινόμενο των βαρυτικών κυμάτων επιτρέπει στο διάστημα να τεντωθεί χωρίς να μπορεί να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση. Παράγει επίσης μικροσκοπικές διαταραχές που μπορούν να γίνουν αντιληπτές μόνο σε προηγμένα επιστημονικά εργαστήρια. Όλες οι βαρυτικές διαταραχές είναι ικανές να διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.
Συνήθως συμβαίνουν μεταξύ δύο ή περισσότερων διαστημικών σωμάτων που παράγουν μια διάδοση ενέργειας που μεταφέρεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Είναι ένα φαινόμενο που προκαλεί διαστολή του χωροχρόνου με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση. Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων συνέβαλε πολύ σημαντικά στη μελέτη του διαστήματος μέσω των κυμάτων του. Χάρη σε αυτό, μπορούν να προταθούν άλλα μοντέλα για την κατανόηση της συμπεριφοράς του χώρου και όλων των χαρακτηριστικών του.
Ανακάλυψη
Αν και μια από τις τελευταίες υποθέσεις του Άλμπερτ Αϊνστάιν στη θεωρία της σχετικότητας ήταν η περιγραφή των βαρυτικών κυμάτων, εντοπίστηκαν έναν αιώνα αργότερα. Ετσι, Η ύπαρξη αυτών των βαρυτικών κυμάτων που επεσήμανε ο Αϊνστάιν μπορεί να επιβεβαιωθεί. Σύμφωνα με αυτόν τον επιστήμονα, η ύπαρξη αυτού του τύπου κυμάτων προήλθε από μια μαθηματική προέλευση που δήλωνε ότι κανένα αντικείμενο ή σήμα δεν θα μπορούσε να είναι ταχύτερο από το φως.
Ήδη έναν αιώνα αργότερα το 2014, το παρατηρητήριο BICEP2 ανακοίνωσε την ανακάλυψη και βεράντες βαρυτικών κυμάτων που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της επέκτασης του σύμπαντος στο Μεγάλη έκρηξη. Λίγο αργότερα, αυτή η είδηση μπορούσε να διαψευστεί όταν φάνηκε ότι αυτό δεν ήταν αληθινό.
Ένα χρόνο αργότερα, οι επιστήμονες στο πείραμα LIGO μπόρεσαν να ανιχνεύσουν αυτά τα κύματα. Με αυτόν τον τρόπο φρόντισαν να προσέλθουν για να ανακοινώσουν τα νέα. Επομένως, Αν και η ανακάλυψη ήταν το 2015, το ανακοίνωσαν το 2016.
Κύρια χαρακτηριστικά και προέλευση των βαρυτικών κυμάτων
Θα δούμε ποια είναι τα πιο αντιπροσωπευτικά χαρακτηριστικά που καθιστούν τα κύματα βαρύτητας μία από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα της φυσικής τα τελευταία χρόνια. Πρόκειται για διαταραχές που μεταβάλλουν τις διαστάσεις του χωροχρόνου με τέτοιο τρόπο που καταφέρνει να τον διασταλάξει χωρίς να του επιτρέψει να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση. Το κύριο χαρακτηριστικό είναι ότι είναι σε θέση να διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός και προς όλες τις κατευθύνσεις. Είναι εγκάρσια κύματα και μπορούν να πολωθούν. Αυτό σημαίνει ότι έχει επίσης μια μαγνητική λειτουργία.
Αυτά τα κύματα μπορούν να μεταφέρουν ενέργεια με υψηλή ταχύτητα και σε πολύ απομακρυσμένους χώρους. Ίσως μία από τις αμφιβολίες που εγείρονται για τα βαρυτικά κύματα είναι ότι η προέλευσή του δεν μπορεί να προσδιοριστεί στο σύνολό της. Μπορούν να εμφανιστούν σε διαφορετικές συχνότητες ανάλογα με την ένταση κάθε μιας από αυτές.
Αν και δεν είναι απολύτως σαφές, υπάρχουν πολλοί επιστήμονες που προσπαθούν να εξακριβώσουν πώς προέρχονται τα βαρυτικά κύματα. Ας δούμε ποιες είναι οι πιθανές καταστάσεις στις οποίες μπορούν να σχηματιστούν:
- Όταν δύο ή περισσότερα σώματα με πολύ μεγάλο διάστημα μάζας αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτές οι μάζες πρέπει να είναι τεράστιες για να τεθεί σε ισχύ η βαρύτητα.
- Το γινόμενο των τροχιών δύο μαύρων τρυπών. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για αυτό το φαινόμενο στο άρθρο στο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
- Μπορούν να δημιουργηθούν από τη σύγκρουση δύο γαλαξιών. Προφανώς, αυτό είναι κάτι που δεν συμβαίνει καθημερινά
- Μπορούν να προέλθουν όταν συμπίπτουν οι τροχιές δύο νετρονίων.
Ανίχνευση και σημασία
Ας αναλύσουμε τώρα εν συντομία πώς οι επιστήμονες του LIGO μπόρεσαν να αναγνωρίσουν αυτόν τον τύπο κυμάτων. Γνωρίζουμε ότι δημιουργούν διαταραχές μικροσκοπικού μεγέθους και ότι μπορούν να ανιχνευθούν μόνο από πολύ προηγμένες τεχνολογικά συσκευές. Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι αυτές οι συσκευές είναι πολύ ευαίσθητες. Είναι γνωστά ως συμβολόμετρα. Αποτελούνται από ένα σύστημα σηράγγων μήκους πολλών χιλιομέτρων και είναι τοποθετημένα σε σχήμα L. Τα λέιζερ περνούν μέσα από αυτές τις σήραγγες μήκους χιλιομέτρων, αναπηδώντας από καθρέφτες και παρεμβαίνοντας όταν διασχίζουν το ένα το άλλο. Όταν εμφανίζεται ένα βαρυτικό κύμα, μπορεί να ανιχνευθεί τέλεια από μια παραμόρφωση στο χωροχρόνο. Αυτή η παραμόρφωση συμβαίνει μεταξύ των κατόπτρων που βρίσκονται στο συμβολόμετρο.
Άλλα εργαλεία που μπορούν επίσης να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα είναι τα ραδιοτηλεσκόπια. Τέτοια ραδιοτηλεσκόπια μπορούν να μετρήσουν το φως από τα πάλσαρ. Η σημασία της ανίχνευσης αυτού του τύπου κυμάτων είναι αυτό που επιτρέπει στους ανθρώπους να εξερευνήσουν καλύτερα το σύμπαν. Και χάρη σε αυτά τα κύματα μπορούν να ακουστούν καλά οι δονήσεις που επεκτείνονται στο διάστημα. Η ανακάλυψη αυτών των κυμάτων κατέστησε δυνατή την κατανόηση ότι το σύμπαν μπορεί να παραμορφωθεί και όλες οι παραμορφώσεις επεκτείνονται και συστέλλονται σε όλο το διάστημα με μια μορφή κυμάτων.
Πρέπει να σημειωθεί ότι για να σχηματιστούν βαρυτικά κύματα πρέπει να δημιουργηθούν βίαιες διεργασίες, όπως η σύγκρουση μαύρων τρυπών. Χάρη στη μελέτη αυτών των κυμάτων μπορούν να ληφθούν πληροφορίες για αυτά τα γεγονότα και τους κατακλυσμούς που συμβαίνουν στον κόσμο. Όλα τα φαινόμενα μπορούν να βοηθήσουν στην κατανόηση και την εξήγηση πολλών βασικών νόμων στο πεδίο της φυσικής. Χάρη σε αυτό, μπορεί να παρασχεθεί μεγάλος όγκος πληροφοριών σχετικά με το διάστημα, την προέλευσή του και τον τρόπο με τον οποίο τα αστέρια παραμορφώνονται ή εξαφανίζονται. Όλες αυτές οι πληροφορίες προέρχονται επίσης για να μάθουμε περισσότερα για τις μαύρες τρύπες. Ένα παράδειγμα βαρυτικού κύματος Βρίσκεται στην έκρηξη ενός αστεριού, στη σύγκρουση δύο μετεωριτών ή όταν σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα. Μπορεί επίσης να βρεθεί σε έκρηξη σουπερνόβα.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τα κύματα βαρύτητας και τα χαρακτηριστικά τους.