एक गुरुत्वीय तरंग क्या है?

उद्घाटन गुरुत्वाकर्षण लहरों की (पता लगाने) की आधिकारिक तिथि 11 फरवरी, वर्ष 2016 माना जाता है। यह तो पत्रकार सम्मेलन में वाशिंगटन में आयोजित किया जाता है, सहयोग LIGO के नेताओं, यह घोषणा की गई कि शोधकर्ताओं की टीम मानव जाति के इतिहास में पहली बार इस घटना को ठीक करने के लिए सफल रहा।

महान आइंस्टीन की भविष्यवाणी

तथ्य यह है कि गुरुत्वाकर्षण लहरों मौजूद हैं, यहां तक कि पिछली सदी की शुरुआत (1916) में सुझाव दिया अल्बर्ट आइंस्टीन सामान्य सापेक्षता (जीआर) के ढांचे के भीतर तैयार की। एक ही प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी की सरल क्षमताओं, वास्तविक डेटा की एक न्यूनतम के साथ इस तरह दूरगामी निष्कर्ष करने में सक्षम था, जो कम से अचंभित कर सकते हैं। के अलावा कई अन्य भौतिक घटनाओं भविष्यवाणी की है कि अगली सदी में पाया पुष्टि (समय बीतने के धीमा, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की दिशा में विद्युत चुम्बकीय विकिरण, आदि में परिवर्तन) लगभग निकायों की लहर बातचीत के इस प्रकार की उपस्थिति का पता, जब तक हाल ही में यह संभव नहीं था।

ग्रेविटी - एक भ्रम?

आम तौर पर, के आलोक में सापेक्षता के सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण मुश्किल से एक बल। यह परिणाम है गड़बड़ी या अंतरिक्ष समय सातत्य की वक्रता की। इस निर्विवाद कथन को वर्णन करने के लिए एक अच्छा उदाहरण कपड़े का टुकड़ा फैला हो सकता है। वजन एक थोक वस्तु की एक सतह पर रखा तहत एक अवकाश ही बना है। अन्य वस्तुओं इस विसंगति के पास गति में, उनके आंदोलन के पथ को बदलने के रूप में यह कर रहे थे "आकर्षित" होगा। और अधिक से अधिक वस्तु (अब व्यास और वक्रता गहराई), अधिक से अधिक का वजन "आकर्षण के बल।" यह कपड़े के ऊपर की ओर बढ़ता है, तो आप अलग-अलग "लहर" के उद्भव देख सकते हैं।

कुछ इसी तरह दुनिया अंतरिक्ष में हो रहा है। किसी भी तेजी से आगे बढ़ ठोस बात के स्थान और समय के घनत्व में उतार-चढ़ाव का स्रोत है। एक महत्वपूर्ण आयाम के साथ एक गुरुत्वीय तरंग, बहुत बड़ी जनता के साथ शरीर का गठन या जब महान त्वरण के साथ ड्राइविंग।

शारीरिक विनिर्देशों

अंतरिक्ष समय मीट्रिक में उतार चढ़ाव गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में परिवर्तन के रूप में स्वयं को प्रकट। इस घटना को अंतरिक्ष समय रिपल्स कहा जाता है। गुरुत्वीय तरंग शरीर को प्रभावित करता है और का सामना करना पड़ा वस्तुओं, फैलाएंगे और उन्हें खींच। तनाव राशि बहुत छोटी होती हैं - मूल आकार के 10 ^-21 के आदेश की। इस घटना का पता लगाने के पूरे कठिनाई यह है कि शोधकर्ताओं को मापने और इन उचित उपकरण का उपयोग परिवर्तन रिकॉर्ड करने के लिए कैसे सीखना पड़ा है। गुरुत्वाकर्षण विकिरण की शक्ति भी बेहद कम है - पूरा सौर प्रणाली के लिए, यह कुछ किलोवाट है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रसार की गति से थोड़ा का आयोजन मध्यम के गुणों पर निर्भर करता है। स्रोत से दूरी के साथ दोलन आयाम धीरे-धीरे कम हो जाती है लेकिन शून्य कभी नहीं पहुंचता है। आवृत्ति हर्ट्ज के सैकड़ों करने के लिए कई दसियों से एक सीमा में निहित है। अंतरतारकीय माध्यम में गुरुत्वाकर्षण लहरों की गति दृष्टिकोण प्रकाश की गति।

परिस्थितिजन्य साक्ष्य

पहली बार के लिए गुरुत्वाकर्षण लहरों के अस्तित्व का एक सैद्धांतिक पुष्टि अमेरिकी खगोल विज्ञानी जोसेफ टेलर और रसेल हुल्से 1974 में उनके सहायक पाने में कामयाब रहे। दूरबीन के माध्यम से ब्रह्मांड का अध्ययन वेधशालाओं Arecibo (पर्टो रीको), शोधकर्ताओं ने पल्सर PSR B1913 + 16 न्यूट्रॉन तारे जो एक कोणीय वेग (दुर्लभ मामला) में बड़े पैमाने पर की एक आम केंद्र के चारों ओर बारी बारी से एक बाइनरी सिस्टम का प्रतिनिधित्व करने की खोज की। हर साल इलाज की अवधि 3.75 घंटे शुरू में, 70 एमएस करने के लिए कम है। यह मान गुरुत्वाकर्षण लहरों की पीढ़ी के लिए ऊर्जा की खपत की वजह से जीटीआर समीकरणों कि ये सिस्टम के घूर्णन की गति में वृद्धि की भविष्यवाणी के निष्कर्ष के अनुरूप है। बाद में अधिक डबल पल्सर और एक समान व्यवहार के साथ सफेद बौनों मिला था। रेडियो खगोल विज्ञान में D टेलर और R हुल्से का अध्ययन गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की नई संभावनाओं की खोज के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार 1993 में सम्मानित किया गया।

गुरुत्वीय तरंग चोरी

का पता लगाने के गुरुत्वाकर्षण लहरों के पहले बयान 1969 में विश्वविद्यालय मैरीलैंड के वैज्ञानिक Dzhozefa Vebera (यूएसए) से प्राप्त किया। इस प्रयोजन के लिए वह अपने स्वयं के डिजाइन के दो गुरुत्वाकर्षण एंटेना, दो किलोमीटर की दूरी के द्वारा अलग किया करते थे। गुंजयमान डिटेक्टर एल्यूमीनियम का एक अच्छा कंपन-पृथक सिलेंडर फुट टुकड़ा, संवेदनशील पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर के साथ सुसज्जित किया गया था। कथित तौर पर तय हो गई उतार चढ़ाव वेबर के आयाम एक लाख से अधिक गुना ज्यादा उम्मीद से साबित हुई। इसी तरह के उपकरणों का उपयोग कर अमेरिकी भौतिक विज्ञानी सकारात्मक परिणाम की "सफलता" को दोहराने के लिए अन्य शोधकर्ताओं द्वारा प्रयास नहीं मिले। इस क्षेत्र में काम वेबर के कुछ ही वर्षों के बाद दिवालिया मान्यता दी गई है, लेकिन कई विशेषज्ञों के अध्ययन के इस क्षेत्र में फोन करने के लिए "गुरुत्वाकर्षण बूम 'के विकास के लिए प्रोत्साहन दिया। वैसे, Dzhozef Veber अपनी मृत्यु तक गुरुत्वाकर्षण लहरों लेने के लिए यकीन था।

स्वागत उपकरण में सुधार

अति मैग्नेटोमीटर - 70 के दशक वैज्ञानिक में विधेयक Feyrbank (यूएसए) squids के उपयोग के साथ गुरुत्वाकर्षण लहर एंटीना की एक डिजाइन विकसित की है, तरल हीलियम से ठंडा,। समय में मौजूदा प्रौद्योगिकी के लिए अपने उत्पाद के आविष्कारक, "धातु" में महसूस देखने के लिए अनुमति नहीं है।

इस सिद्धांत के अनुसार औरिगा lenyarskoy राष्ट्रीय प्रयोगशाला (पाडोवा, इटली) में गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टर किया जाता है। एल्यूमीनियम मैग्नीशियम सिलेंडर के आधार संरचना और 3 मीटर की लंबाई और 0.6 मीटर के एक व्यास। 2.3 टन की रिसीवर इकाई वजन एक अलग में निलंबित कर दिया है, के पास परम शून्य वैक्यूम चैंबर ठंडा करने के लिए। निर्धारण और शेक सहायक किलोग्राम गुंजयमान यंत्र और एक मापने प्रणाली कंप्यूटर के आधार पर पता लगाने के लिए। उपकरण 10 ^-20 के घोषित ^{संवेदनशीलता।}

interferometers

interferometric गुरुत्वीय तरंग डिटेक्टरों के कामकाज के आधार एक ही सिद्धांत है कि माइकेलसन interferometer में उपयोग किया जाता है शामिल किया। लेजर बीम का स्रोत द्वारा उत्सर्जित दो धाराओं में विभाजित है। कंधे उपकरणों प्रवाह पर एक से अधिक प्रतिबिंब और यात्रा फिर से एक साथ लाया जाता है, और अंतिम न्यायाधीश टकराव के कारण छवि प्रभावित होता है के बाद अगर किरणों के पाठ्यक्रम किसी भी अशांति (जैसे, गुरुत्वीय तरंग)। इस तरह के उपकरण के कई देशों में बनाई गई है:

• जियो 600 (हनोवर, जर्मनी)। वैक्यूम सुरंग 600 मीटर की लंबाई।
• TAMA 300 मीटर पर कंधे के साथ (जापान)।
• कन्या (पीसा, इटली) - एक संयुक्त फ्रेंको इतालवी परियोजना, एक तीन किलोमीटर लंबी सुरंगों के साथ 2007 में शुरू किया।
• LIGO (संयुक्त राज्य अमेरिका, प्रशांत तट), 2002 में गुरुत्वाकर्षण लहरों की तलाश के लिए अग्रणी।

और अधिक विस्तार से विचार के लायक अंतिम।

LIGO उन्नत

परियोजना मैसाचुसेट्स प्रौद्योगिकी और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने शुरू किया गया था। दो वेधशालाओं 3 हजार। किमी, द्वारा अलग शामिल लुइसियाना तीन समान interferometers साथ और वाशिंगटन (लिविंगस्टन और Hanford के शहर)। सीधा वैक्यूम सुरंग की लंबाई 4 हजार। मीटर है। यह सबसे बड़ा तिथि करने के लिए मौजूदा समान संरचना है। 2011 तक, कई प्रयासों का पता लगाने के गुरुत्वाकर्षण लहरों कोई परिणाम नहीं मिले। एक बड़ा उन्नयन (उन्नत LIGO) रेंज 300-500 हर्ट्ज में उपकरणों की संवेदनशीलता में वृद्धि हुई पांच बार से अधिक, और कम आवृत्ति क्षेत्र में (60 हर्ट्ज तक) लगभग परिमाण के एक आदेश, एक मूल्य के इस तरह के प्रतिष्ठित 10 ^-21 तक पहुंच गया ^है। अद्यतन परियोजना सितंबर 2015 में शुरू किया था, और सहयोग की एक से अधिक एक हजार कर्मचारियों के प्रयासों के परिणामों के साथ पुरस्कृत किया गया है।

गुरुत्वाकर्षण लहरों पाए जाते हैं

दो बड़े ब्लैक होल के विलय 29 की जनता और सौर द्रव्यमान से अधिक 36 गुना के साथ - सितम्बर 14, 2015 7 एमएस अंतराल सबसे बड़ी घटनाओं है कि नमूदार ब्रह्मांड के किनारे पर जगह ले ली से हमारे ग्रह के गुरुत्वाकर्षण लहरों के नीचे आ दर्ज की गई में LIGO डिटेक्टरों उन्नत। परीक्षण है, जो पहले 1.3 Ga से अधिक जगह ले ली, गुरुत्वीय तरंग विकिरण करने के लिए सेकंड के एक मामले में के दौरान यह इस मामले के बारे में तीन सौर द्रव्यमान बिताया। 35 हर्ट्ज पर प्रारंभिक तय आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण लहरों और 250 हर्ट्ज में पहुंचा स्तर की अधिकतम शिखर मूल्य।

प्राप्त बार-बार व्यापक परीक्षण और उपचार का शिकार हुए परिणाम, ध्यान से डेटा के वैकल्पिक व्याख्याओं काट दिया। अंत में, 11 फरवरी को घटना आइंस्टीन ने भविष्यवाणी की प्रत्यक्ष पता लगाने पर पिछले साल, यह विश्व समुदाय के लिए घोषणा की गई थी।

तथ्य शोधकर्ताओं की एक विशाल कार्य को दर्शाता हुआ: - एक परमाणु, वह कितना कम नारंगी है के व्यास की तुलना में छोटे कई बार के रूप में इस मूल्य आकार के दोलन हाथ के आयाम 10 ^-19 मीटर है।

भविष्य की संभावनाओं

इस खोज एक बार फिर से पुष्टि की है कि सामान्य सापेक्षता सिद्धांत - बस सार सूत्रों का एक सेट है, और गुरुत्वाकर्षण लहरों का सार है और एक पूरे के रूप में गुरुत्वाकर्षण में एक पूरी तरह से नया रूप नहीं है।

के बारे में 5 मिलियन किलोमीटर कंधे, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की भी मामूली विचलन पता लगाने में सक्षम के साथ एक विशाल परिक्रमा interferometer के निर्माण: आगे के अध्ययन में वैज्ञानिकों ने ELSA परियोजना पर उच्च उम्मीद है। इस दिशा में काम के पुनरोद्धार ब्रह्मांड, प्रक्रियाओं, अवलोकन है कि पारंपरिक बैंड में मुश्किल या असंभव है के विकास के बुनियादी चरणों के बारे में एक बहुत कुछ बताने के लिए सक्षम है। इसमें कोई शक नहीं है कि ब्लैक होल, गुरुत्वाकर्षण लहरों, जो भविष्य में तय किया जाएगा, प्रकृति के बारे में ज्यादा बात है।

अवशेष गुरुत्वाकर्षण विकिरण का अध्ययन, बिग बैंग के बाद हमारी दुनिया के पहले क्षणों के बारे में बात करने में सक्षम के लिए, और अधिक संवेदनशील अंतरिक्ष उपकरणों की आवश्यकता होगी। ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. इस परियोजना से मौजूद है (बिग बैंग ऑब्जर्वर), लेकिन इसके कार्यान्वयन, विशेषज्ञों का आश्वासन, यह संभव 30-40 वर्ष से पहले नहीं है।