https://bodybydarwin.com
Slider Image

Η ανίχνευση των κυματισμών στον ιστό του χωροχρόνου κέρδισε μόλις ένα βραβείο Νόμπελ

2021

Τρεις αμερικανοί φυσικοί κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ του 2017 για εργασία που επέτρεψε την πρώτη παρατήρηση των κυμάτων βαρυτικών κυμάτων στο ιστό του χωροχρόνου. Ο Rainer Weiss, ο Barry C. Barish και ο Kip S. Thorne ήταν εξίσου σημαντικοί για το LIGO, το τεράστιο ζεύγος ανιχνευτών που επέτρεψαν στους επιστήμονες να επιβεβαιώσουν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Albert Einstein.

Υπήρχε η εικασία ότι τα κύματα βαρύτητας θα κέρδιζαν πέρυσι, αν και το βραβείο πιθανώς θα είχε πάει σε ένα ελαφρώς διαφορετικό τρίο. Ο Ronald Drever βοήθησε στην ανάπτυξη του LIGO και ήταν μαζί με τους Weiss και Thorne που κέρδισαν πολλά επιστημονικά βραβεία μετά την ανακάλυψή τους. Το Drever πέθανε μόλις ενάμιση χρόνο μετά την πρώτη ανίχνευση και το βραβείο Νόμπελ δεν απονέμεται μετά θάνατον. Δεδομένου ότι το έπαθλο μπορεί να χωριστεί σε τρείς τρόπους, είναι πιθανό ότι ο Barish θα είχε χάσει εάν το Drever ήταν ακόμα ζωντανό.

Αλλά ήταν ο Barish που κράτησε το LIGO να τρέχει, ακόμα και μπροστά σε πιθανό τερματισμό. Ξεκίνησε να διαχειρίζεται το έργο το 1994 όταν βρισκόταν στο χείλος της ακύρωσης, αλλά κατάφερε να το περάσει στην τελική κατασκευή πέντε χρόνια αργότερα. Ο Thorne πρωτοστάτησε στη θεωρητική πλευρά του LIGO προβλέποντας τι βαρυτικά κύματα θα μοιάζουν πραγματικά στους ανιχνευτές. Ο Weiss ήταν περισσότερο πειραματικός φυσικός και οδήγησε πολλά από τα εννοιολογικά και σχεδιαστικά στοιχεία του έργου.

Το LIGO ανίχνευσε πρώτα τα κύματα πίσω τον Σεπτέμβριο του 2015, αν και η ομάδα δεν το ανακοίνωσε μέχρι τις αρχές του επόμενου έτους. Χρειάστηκε μια ομάδα πάνω από 1.000 επιστημόνων και μηχανικών αρκετούς μήνες για να επιβεβαιώσουν ότι πράγματι παρατηρούσαν βαρυτικά κύματα και δεν μπορούσαν να μοιραστούν με τα νέα μέχρι να ήταν όσο το δυνατόν πιο σίγουροι.

Έκτοτε, τα απομακρυσμένα σήματα από τις συγκρουόμενες μαύρες τρύπες έχουν ανιχνευθεί πολλές φορές. Ακριβώς τον Αύγουστο, ένα τρίτο παρατηρητήριο στην Ιταλία ανίχνευσε επίσης κύματα και μέχρι το 2020 μπορεί να έχουμε συνολικά πέντε ανιχνευτές σε όλο τον κόσμο. Περισσότερα παρατηρητήρια προσθέτουν εμπιστοσύνη στην ανίχνευση, καθώς και την ακρίβεια. Όπως η τριγωνοποίηση της θέσης ενός ατόμου στη Γη χρησιμοποιώντας δορυφόρους, έχοντας περισσότερες προοπτικές στο ίδιο αντικείμενο, καθιστά δυνατή την καλύτερη εκτίμηση της θέσης του αντικειμένου.

Σε αυτή την περίπτωση, όμως, το αντικείμενο που ψάχνουμε είναι ένα ζεύγος μαύρων τρυπών που συγκρούονται. Όταν τα δύο σώματα έρχονται πιο κοντά, περιστρέφονται ο ένας τον άλλον γρηγορότερα και γρηγορότερα, στρέφοντας εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο, μέχρι να τελειώσουν. Καθώς το κάνουν, κυματίζουν το ύφασμα του χωροχρόνου.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θεωρούσε πριν από έναν αιώνα ότι αυτά τα κύματα βαρύτητας υπήρχαν, συμπεριλαμβανομένων και των ουράνιων γεγονότων εκτός από τις συγκρούσεις μαύρων οπών, αλλά οι άνθρωποι δεν μπορούσαν ποτέ να κατασκευάσουν έναν αισθητήρα που θα μπορούσε να ανιχνεύσει μια τόσο μικρή κίνηση. Το LIGO κατάφερε να το κάνει χρησιμοποιώντας τεράστιους βραχίονες σε σχήμα L με ανιχνευτή στη διασταύρωση. Το τμήμα του ανιχνευτή στέλνει μια ακτίνα λέιζερ έξω σε κάθε βραχίονα ακριβώς την ίδια στιγμή, και στη συνέχεια περιμένει το λέιζερ να αναπηδήσει πίσω σε αυτό. Δεδομένου ότι η συσκευή είναι κατασκευασμένη τόσο σχολαστικά, το λέιζερ θα επανέλθει κανονικά από τους δύο βραχίονες ταυτόχρονα και τα ευθυγραμμισμένα μήκη κύματος θα ακυρωθούν το ένα το άλλο.

Όταν ένα βαρυτικό κύμα διέρχεται από τους βραχίονες, αλλάζει ελαφρώς το μήκος του κάθε ενός που επεκτείνεται και των άλλων συμβόλων. Αυτή η μετατόπιση αναγκάζει τις δέσμες λέιζερ να μην είναι ακριβώς ευθυγραμμισμένες, έτσι ώστε τα μήκη κύματος να μπορούν να ακυρωθούν ο ένας τον άλλον και ο ανιχνευτής μπορεί να πάρει το φως. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρειάστηκαν πάνω από 1.000 άτομα για να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα. το μεγαλύτερο μέρος της ομάδας εστίασε στη δημιουργία καλύτερων τρόπων για να αποκλείσει πιθανές πηγές κίνησης.

Είναι πολύ μικρό μήνυμα για μια τόσο τεράστια ανακάλυψη. Αλλά η κοινότητα φυσικής δεν έχει κάνει τις δοκιμές των θεωριών του Einstein. Τα κύματα βαρύτητας παρείχαν ουσιαστικά στοιχεία υπέρ της γενικής σχετικότητας, αλλά υπάρχουν ακόμα περισσότερες πτυχές για δοκιμή και αμφισβήτηση. Περισσότεροι ανιχνευτές θα βοηθήσουν τους φυσικούς να κατανοήσουν ποια κομμάτια γενικής σχετικότητας ισχύουν και τα οποία πρέπει να αναθεωρηθούν.

Δώρα που θα σας κάνουν τον αγαπημένο σας φίλο

Δώρα που θα σας κάνουν τον αγαπημένο σας φίλο

Ήρωες έλξης: 4 ελαστικά για καλύτερη πρόσφυση σε οποιαδήποτε εποχή

Ήρωες έλξης: 4 ελαστικά για καλύτερη πρόσφυση σε οποιαδήποτε εποχή

Πώς να προστατεύσετε όλους τους λογαριασμούς σας στο διαδίκτυο

Πώς να προστατεύσετε όλους τους λογαριασμούς σας στο διαδίκτυο