Wetenschappers hebben opnieuw de verstoring van de ruimte-tijd geregistreerd
De samenwerking van LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) meldde: Op 26 december 2015 vlogen zwaartekrachtgolven over de aarde, waarop de detectoren van het observatorium reageerden. De gebeurtenis was de tweede die werd geregistreerd. De verstoring van het weefsel van de ruimte-tijd werd, zoals wetenschappers geloven, veroorzaakt door de versmelting van twee zwarte gaten, waarvan de ene 8 keer zwaarder is dan de zon, en de andere 14 keer, tot een object met een massa van 21 zonne-energie. Deze ramp van universele omvang vond 1,4 miljard jaar geleden plaats, maar de ‘rimpelingen’ ervan, die zich met de snelheid van het licht verspreiden, zijn nu pas bij ons gekomen.
Op 14 september 2015 werden voor het eerst zwaartekrachtgolven "gevangen". Wat werd een sensatie. Die - de "eerste" verspreidden zich ook door de samensmelting van zwarte gaten, maar een grotere massa - in 29 en 36 zonne-energie. Het object, 1,3 miljard jaar geleden gevormd, werd 62 keer zwaarder dan de zon.
Het is duidelijk dat herhaalde observatie het succes versterkt. En het lijdt geen twijfel meer dat gravitatiegolven echt bestaan. Wat prikkelt de verbeelding van astronomen.
Laser-interferometertunnels van het zwaartekrachtobservatorium.
DETAILS
Promotie video:
De golf rent naar de vanger en het beest
Volgens de Algemene Relativiteitstheorie, die Albert Einstein in 1916 publiceerde, moeten zwaartekrachtsgolven eenvoudig bestaan in de vorm van een soort rimpel in het weefsel van ruimte-tijd. Ze moeten vooral intensief worden verspreid door rampen die constant plaatsvinden in het heelal - bijvoorbeeld supernova-explosies, vorming en samensmelting van zwarte gaten. Wetenschappers geloofden dat de resulterende zwaartekrachtgolven, die zich als cirkels op het water verspreiden, vroeg of laat de aarde zullen bereiken. Waar en kan worden vastgelegd met behulp van instrumenten - zwaartekrachtobservatoria. De LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) is een van de grootste ter wereld. Bestaat uit twee onderzoeksfaciliteiten. De ene bevindt zich in Livingston, Louisiana (Livingston, Louisiana), en de andere bevindt zich meer dan 3000 km verderop, in Hanford,Staat Washington (Hanford, Washington). De visserij op hen duurde van 2002 tot 2010. Maar het mocht niet baten. Alsof er helemaal geen zwaartekrachtgolven in de natuur zijn. En Einstein vergiste zich daarom.
Einstein is te vertrouwen, zelfs als men wil twijfelen.
De essentie van vissen is simpel. Twee laserstralen worden loodrecht op elkaar gericht door lange buizen. In LIGO is elke buis 4 kilometer lang. Vervolgens worden de stralen met behulp van spiegels gereduceerd tot één. En ze kijken naar het resultaat - naar het interferentiepatroon. Als er een zwaartekrachtgolf komt, comprimeert deze de ruimte in één richting en strekt zich uit in een loodrechte richting. De afstanden die de stralen afleggen, veranderen. En dit is te zien op de afbeelding, die een concentrische cirkel is.
Maar daarvoor was niets van die aard zichtbaar.
Het observatorium is onlangs gemoderniseerd en heeft de naam Advanced LIGO gekregen. Vissersapparatuur, zogenaamde laserinterferometers, zijn gevoeliger geworden. En het gaf het resultaat. Het werd op 11 februari 2016 aangekondigd tijdens een speciale persconferentie in de National Press Club in Washington.
Onder de auteurs van deze en de huidige ontdekking - onderzoekers verenigd in de internationale samenwerking LIGO, zijn er ook Russische wetenschappers. Ze werden verzameld door RAS-correspondent Vladimir Braginsky, professor aan de afdeling natuurkunde van de Moscow State University en het California Institute of Technology. Vandaag staat het team onder leiding van Valery Mitrofanov.
Volgens geruchten zijn wetenschappers erin geslaagd om maar liefst drie zwaartekrachtgolven vast te leggen, waarvan de bronnen zich in de sterrenbeelden Dorado, Ram en Hydra bevinden. Twee zijn al aangekondigd. Een bericht over de derde golf zal waarschijnlijk binnenkort verschijnen. Het kost tijd om de observatieresultaten te verifiëren.
Samenvoegende zwarte gaten zijn nog steeds de belangrijkste bron van zwaartekrachtgolven
SPECIALIST COMMENT
Nieuw venster op het universum
Het lijkt erop dat Russische wetenschappers bezig waren met het belangrijkste: het vergroten van de gevoeligheid van de instrumenten van het observatorium.
"We hebben de vorm van de antennes veranderd om externe ruis te minimaliseren", zegt een van de auteurs van de ontdekking, wetenschappelijk directeur van het Russian Quantum Center, professor aan de Moscow State University Mikhail Gorodetsky. - We hebben ook het optimale materiaal voor de spiegels geselecteerd - gesmolten kwarts. Collega's suggereerden kristallen saffier, die tijdens het testen meer "luidruchtig" bleek te zijn.
De gevoeligheid van het observatorium werd uiteindelijk fenomenaal.
- Over vier kilometer is de geregistreerde afwijking slechts 10 tot min 19 graden van een meter - dit is 10.000 keer minder dan de diameter van een proton - de kern van een waterstofatoom, - zei Gorodetsky.
Volgens de wetenschapper begon met de detectie van zwaartekrachtgolven een nieuw tijdperk: zwaartekrachtgolfastronomie. Er is een ander hulpmiddel verschenen om het universum te verkennen.
- We hebben nu ‘oren’ waarmee we naar het heelal kunnen luisteren, - zegt de wetenschapper. - Ik maak geen grapje: de frequenties van de zwaartekrachtgolven die door LIGO worden geregistreerd, zijn eigenlijk geluid - honderden hertz, kilohertz, ze kunnen in geluid worden omgezet en er kan naar worden geluisterd als fluitende vogels. We zullen de meest interessante gebeurtenissen opnemen. Laten we de relativiteitstheorie testen op een nauwkeurigheidsniveau dat niet beschikbaar is voor andere methoden. Laten we nieuwe theorieën bekijken en mogelijk dichter bij de creatie van een kwantumtheorie van zwaartekracht komen. Of zelfs de grote eenmakingstheorie.
- Nu hebben we nog maar twee detectoren, - legt Gorodetsky uit. “Maar zelfs met hen kunnen we de massa van objecten bepalen. En volgens de vertragingstijd - de geschatte positie in de lucht. Voor twee antennes is de lokalisatie niet erg goed - sommige boog in de lucht. Maar als de derde Europese zwaartekrachtantenne in Italië volledig operationeel is, kunnen we de positie van de bronnen vrij nauwkeurig bepalen met behulp van de triangulatiemethode.
Volgens de wetenschapper zal dit het mogelijk maken om snel het gebied van waaruit zwaartekrachtgolven afkomstig zijn, optische en radiotelescopen, te targeten om hun bronnen met traditionele methoden te bestuderen.
Astrofysici klagen dat het zwaartekrachtobservatorium van VIRGO in Italië nog geen verbinding heeft met het verzamelen van gegevens. Met behulp van detectoren op de hoeken van de gigantische driehoek zou het dan mogelijk zijn om nauwkeurig de bronnen van zwaartekrachtgolven te "volgen". En met Advanced LIGO kun je alleen globaal de richting naar hen aangeven.
Vladimir LAGOVSKI