Μελετώντας το πείραμα LIGO και τα βαρυτικά κύματα

Σήμερα μελετήσαμε με τα παιδιά της Στ' Δημοτικού το πείραμα LIGO και συζητήσαμε για τα βαρυτικά κύματα. Η διάταξη που κάναμε είναι προσομοίωση του πειράματος LIGO ώστε να καταλάβουν τα παιδιά πώς κινήθηκαν οι δέσμες laser και έγινε η ανίχνευση του κύματος.

Υλικά για το πείραμα

1 laser
καθρεφτάκια
πλαστελίνη
ταλκ

Βήματα

              

1. Τοποθετούμε τους καθρέφτες κάθετα σε ένα καθρέφτη.

2. Ανάβουμε το λέιζερ και προσπαθούμε να πετύχουμε διαδοχικές ανακλάσεις του φωτός έτσι ώστε να ανιχνευθεί το λέιζερ από το τελευταίο καθρεφτάκι.
3. Ρίχνουμε ταλκ πάνω από την διάταξη ώστε να παρακολουθούμε πιο εύκολα την πορεία της φωτεινής ακτίνας του λέιζερ.
4. Κουνάμε το τραπέζι για να δούμε την μετατόπιση της διάταξης και της πορείας της ακτίνας.
Θεωρώ ότι μετά το τέλος του πειράματος τα παιδιά είχαν μία πολύ καλή προσέγγιση του πειράματος. Θα ανεβάσω και τα σχέδια των παιδιών καθώς και τα σχόλιά τους γιατί νομίζω ότι έχουν ενδιαφέρον.

Η πιο απλή εκδοχή του πειράματος

Το παρακάτω βίντεο δείχνει αναλυτικά το πείραμα LIGO:

               

και λίγη περισσότερη θεωρία...

Τα βαρυτικά κύματα είναι διαταράξεις της καμπυλότητας του χωροχρονικού συνεχούς τις οποίες προβλέπει η Γενική θεωρία της Σχετικότητας. Τα κύματα μεταφέρουν ενέργεια υπό την μορφή βαρυτικής ακτινοβολίας. Υποψήφιες προς ανίχνευση και εντοπισμό πηγές βαρυτικών κυμάτων είναι διπλά αστρικά συστήματα λευκών νάνων, αστέρων νετρονίων και μαύρων τρυπών. Γενικά, τα βαρυτικά κύματα εκπέμπονται από αντικείμενα (μάζες) με επιταχυνόμενη κίνηση με την προϋπόθεση ότι οι κινήσεις τους δεν είναι τέλεια σφαιρικές ή κυλινδρικά συμμετρικές (π.χ. περιστρεφόμενοι δίσκοι).

Τον Φεβρουάριο του 2016 ανακοινώθηκε από τους επιστήμονες η επιτυχής παρατήρηση τους από το LIGO η οποία επιβεβαίωνε χωρίς αμφιβολίες την ύπαρξη τους, μια εξέλιξη η οποία χαιρετίστηκε ως η μεγαλύτερη ανακάλυψη του αιώνα καθώς:
επιτρέπουν την άμεση παρατήρηση της Μεγάλης Έκρηξης, κάτι που τα συμβατικά τηλεσκόπια τα οποία συλλέγουν ακτινοβολία φωτός αδυνατούσαν καθώς μπορούν να παρατηρήσουν μόνο έως 400.000 έτη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη λόγω της μη επαρκούς διασποράς του φωτός.
επιτρέπουν την παρατήρηση αντικειμένων στο σύμπαν τα οποία δεν εκπέμπουν φως όπως μαύρες τρύπες και σκοτεινή ύλη

Διάρκεια πειράματος: 30 λεπτά
Βαθμός δυσκολίας: 4/5
Κείμενο- φωτογραφίες- ιδέα: Τίνα Νάντσου

Προσοχή! Το laser θέλει μεγάλη προσοχή ώστε η ακτίνα να μην πάει στα μάτια. Τα παιδιά πρέπει να είναι όρθια ώστε η δέσμη να είναι πάντα χαμηλά!