Grawitacja to nie tylko siła, która przyciąga wszystko razem. Dzięki naszemu zrozumieniu ogólnej teorii względności wiemy, że grawitacja może wytwarzać zmarszczki w strukturze fal czasoprzestrzeni-grawitacyjnych.
Jak więc działają fale grawitacyjne?
Wkrótce po tym, jak Einstein zaproponował ogólną teorię względności, zdał sobie sprawę, że grawitacja może wytwarzać fale. Ale wkrótce znów zwątpił w swój wniosek. Uświadomił sobie istnienie fal grawitacyjnych poprzez uproszczoną formę ogólnej teorii względności, ale Einstein nie wiedział, czy fale grawitacyjne rzeczywiście istnieją, czy też są tylko produktem procesu upraszczania.
Powszechnie wiadomo, że równania ogólnej teorii względności są trudne do rozwiązania, więc nic dziwnego, że nawet sam Einstein był niejasny w tej sprawie. Minęło kilka dziesięcioleci, aby fizycy w końcu doszli do ostatecznego wniosku, że ogólna teoria względności wspiera istnienie fal grawitacyjnych. Innymi słowy, fale grawitacyjne są prawdziwe.
Prawie wszystkie ruchy wszechświata będą wytwarzać fale grawitacyjne. Jak każda inna fala, fala grawitacyjna może być generowana przez lekki huśtawkę. Jeśli wymieszasz wodę, zobaczysz fale wody. Jeśli twoje gardło wibruje, będziesz tworzyć fale dźwiękowe. Jeśli potrząśniesz elektronem, stworzysz fale elektromagnetyczne. Aby wygenerować fale grawitacyjne, wystarczy przyspieszyć obiekt.
Fale grawitacyjne rozchodzą się na zewnątrz od źródła fal z prędkością światła, które są zmarszczkami pod wpływem grawitacji. Kiedy fala grawitacyjna przejdzie przez ciebie, zostaniesz rozciągnięty i ściśnięty, jakby była ogromna ręka ugniatająca cię jak plastelina.
Czy poczujesz fale grawitacyjne?
Chociaż wszystko we wszechświecie wytwarza fale grawitacyjne, nigdy tak naprawdę ich nie zauważyłeś. Jak dotąd grawitacja jest najsłabszą z czterech podstawowych sił w przyrodzie. Nawet jeśli powiększymy grawitację o 10^27 razy, grawitacja jest nadal o kilka rzędów wielkości słabsza niż pozostałe trzy podstawowe siły – słaba siła jądrowa, siła elektromagnetyczna i silna siła jądrowa. Fale grawitacyjne są słabsze; fale grawitacyjne są maleńkimi zaburzeniami powyżej normalnej grawitacji.
Oznacza to również, że fale grawitacyjne generowane przez twoją falę ręki prawie całkowicie nie istnieją. Aby stworzyć dużą liczbę fal grawitacyjnych w przestrzeni i czasie, potrzebne są bardzo duże ruchy masowe i energetyczne, takie jak zderzenia czarnych, uderzenia gwiazd neutronowych, wybuchy supernowych, supermasywne czarne, które połykają całe gwiazdy, a nawet chaotyczne siły uwolnione na początku Wielkiego Wybuchu.
Jeśli znajdujesz się w odległości pół mili od dwóch łączących się czarnych, fale grawitacyjne uwolnione przez połączenie czarnych będą wystarczająco silne, aby cię rozerwać. Jeśli jednak jesteś setki kilometrów stąd, twoje włosy nawet się nie ruszą.
A nasza planeta znajduje się w bardzo korzystnej sytuacji, miliony lub miliardy lat świetlnych od tych katastrofalnych wydarzeń. Amplituda fali grawitacyjnej propagującej się do Ziemi nie będzie większa niż szerokość protonu.
Oczywiście fale grawitacyjne są również bardzo tajemnicze
Ponieważ fale grawitacyjne są niezwykle słabe, potrzeba było prawie ćwierć wieku rozwoju technologicznego, aby ludzie w końcu wykryli fale grawitacyjne. W 2015 roku Laser Interference Gravitational Wave Observatory (LIGO) potwierdziło pierwszą detekcję fal grawitacyjnych. Fala grawitacyjna pochodzi z połączenia dwóch czarnych oddalonych o 1,4 miliarda lat świetlnych.
Słabe fale grawitacyjne mają również zaletę: ponieważ fale grawitacyjne są bardzo słabe, prawie nie oddziałują z żadną materią, więc fale grawitacyjne mogą swobodnie podróżować po całym wszechświecie bez rozpraszania lub pochłaniania. Oznacza to również, że możemy zobaczyć rzeczy, które normalnie nie są widziane.
Jeśli dwie czarne zderzają się w środku przestrzeni, jak możemy obserwować to wydarzenie? Gdyby dwie czarne nie uwolniły żadnej formy promieniowania elektromagnetycznego podczas zderzenia, nasz teleskop nie byłby w stanie zaobserwować całego procesu. Jednak zderzenia te uwalniają dużą ilość energii w postaci fal grawitacyjnych, zwykle więcej niż suma energii wytwarzanej przez wszystkie gwiazdy we wszechświecie.
Odkąd LIGO po raz pierwszy wykrył fale grawitacyjne w 2015 roku, LIGO i Virgo, inny duży interferometr we Włoszech również używany do wykrywania fal grawitacyjnych, potwierdziły ponad 48 kolizji czarnych. Przeszliśmy od okazjonalnego wykrywania fal grawitacyjnych do dojrzałej gałęzi astronomii. Te mikrosekundowe wibracje pomogą następnemu pokoleniu astronomów uzyskać wgląd w wewnętrzne funkcjonowanie wszechświata i nowo odkryte tajemnice.
Dowiedz się więcej o panelu FRP i podobnym produkcie, patrz poniżej:
Kontakt:
Charles
Mob/WhatsApp/WeChat:0086 186 3331 5286
E-mail:sales05@frpexpert.com