Νέα μεγάλη ανακάλυψη βαρυτιικών κυμάτων από το LIGO
Ανιχνεύθηκε και δεύτερο βαρυτικό κύμα από το LIGO στις 26 Δεκεμβρίου 2015.
Μεγάλη ανακάλυψη , επομένως μπορούμε να πούμε επίσημα ότι ξεκινά ένας νέος κλάδος της αστρονομίας, η αστρονομία των βαρυτικών κυμάτων!
Πριν από περίπου 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια, δυο μακρινές μαύρες τρύπες πλησίασαν η μία την άλλη και τελικά συγκρούστηκαν σε ένα βίαιο συμβάν που κυριολεκτικά δημιούργησε κύματα στην ίδια την υφή του χωροχρόνου, κύματα που ανιχνεύθηκαν τη στιγμή που έφτασαν στη Γη τον περασμένο Δεκέμβριο. Είναι μόλις η δεύτερη φορά που το φαινόμενο γίνεται αντιληπτό από τη Γη έπειτα από έναν αιώνα παθιασμένης αναζήτησης.
«Τα καταφέραμε ξανά» δήλωσε ενθουσιασμ'ενος ο Σαλβατόρε Βιτάλε, ερευνητής του πειράματος LIGO στις ΗΠΑ.
Η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας, μέχρι φέτος όμως παρέμενε ανεπιβεβαίωτη.
Ο μεγάλος φυσικός είχε υπολογίσει ότι η επιτάχυνση σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που πέφτουν σπειροειδώς το ένα προς το άλλο και τελικά συγκρούονται, πρέπει να δημιουργούν ομόκεντρα κύματα στο χωροχρόνο.
Τα κύματα αυτά ονομάστηκαν βαρυτικά επειδή παραμορφώνουν το χωροχρόνο όπως η βαρύτητα (δεν έχουν καμία σχέση με τα κύματα βαρύτητας της φυσικής ρευστών)
Τα βαρυτικά κύματα ουσιαστικά τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος).
Για δεύτερη φορά οι επιστήμονες έχουν ανιχνεύσει άμεσα βαρυτικά κύματα – ρυτιδώσεις στην υφή του χωρόχρονου που δημιουργούνται από ακραία κατακλυσμικά γεγονότα στο μακρινό σύμπαν. Η ομάδα έχει προσδιορίσει ότι η απίστευτα αδύναμη ρυτίδωση που τελικά έφθασε στη Γη, παράχθηκε από δυο μαύρες τρύπες που συγκρούστηκαν με το μισό της ταχύτητας του φωτός, 1,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Οι επιστήμονες ανίχνευσαν τα βαρυτικά κύματα χρησιμοποιώντας τα δίδυμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) συμβολόμετρα, που είναι εγκατεστημένα στο Livingston της Louisiana και στο Hanford της Washington.
Στις 26 Δεκεμβρίου του 2015, στις 3:38 UTC (6:38 στην Ελλάδα), και οι δυο ανιχνευτές εγκατεστημένοι σε απόσταση 3000 km μακριά ο ένας από τον άλλο, εντόπισαν ένα πολύ εξασθενημένο σήμα μέσα στον περιβάλλοντα θόρυβο.
Ενώ η πρώτη ανίχνευση του LIGO, που αναφέρθηκε στις 11 Φεβρουαρίου, παρήγαγε μια καθαρή κορυφή, ή «τιτίβισμα», στα δεδομένα, αυτό το δεύτερο σήμα ήταν μακράν ηπιότερο, δημιουργώντας μια αβαθή κυματομορφή – ουσιαστικά μια αμυδρό τρίξιμο – που ήταν σχεδόν θαμμένο στα δεδομένα. Χρησιμοποιώντας προχωρημένες τεχνικές ανάλυσης δεδομένων, η ομάδα προσδιόρισε ότι πράγματι η κυματομορφή σηματοδοτούσε ένα βαρυτικό κύμα.
Σε μια ιστορική ανακάλυψη, η οποία πιστεύεται ευρέως ότι θα βραβευθεί με Νόμπελ, ερευνητές του LIGO ανακοίνωσαν τον περασμένο Φεβρουάριο ότι ανίχνευσαν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα από τη σύγκρουση δυο μελανών οπών με μάζα 29 φορές και 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου.
Στην περίπτωση εκείνη οι δίδυμοι ανιχνευτές κατέγραψαν ένα ξεκάθαρο σήμα. Αυτή τη φορά, το σήμα ήταν σχεδόν «θαμμένο» στον θόρυβο των καταγραφών και αποκαλύφθηκε μόνο με προηγμένες τεχνικές ανάλυσης.
Το σήμα αυτό αντιστοιχεί χονδρικά στο τελευταίο δευτερόλεπτο πριν από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών, με μάζες 14,2 φορές και 7,5 φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου.
Στις τελευταίες 27 περιφορές που πραγματοποίησαν οι μαύρες τρύπες καθώς κινούνταν η μία γύρω από την άλλη, η ταχύτητά τους έφτασε σχεδόν το μισό της ταχύτητας του φωτός.
Η κατακλυσμιαία σύγκρουσή τους δημιούργησε μια νέα μαύρη τρύπα με μάζα 20,8 φορές τη μάζα του Ήλιου.
Αυτό σημαίνει ότι περίπου μία ηλιακή μάζα εξαφανίστηκε κατά την σύγκρουση. Ολόκληρη αυτή η μάζα μετατράπηκε σε ενέργεια, η οποία εξαπλώθηκε στο χώρο με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων.
Η νέα ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Physical Review Letters.
Παράθυρο στο Σύμπαν
Εκτός του ότι επιβεβαιώνουν τον Αϊνστάιν, οι ανακαλύψεις στο LIGO αναμένεται να προσφέρει έναν νέο, επαναστατικό τρόπο παρατήρησης του Σύμπαντος.
Τα περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για τον Κόσμο προέρχεται από παρατηρήσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας –το ορατό και αόρατο φως που φτάνει σε τηλεσκόπια και ραδιοτηλεσκόπια.
Το πρόβλημα είναι ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπλοκάρεται από σύννεφα σκόνης ή άλλα αντικείμενα που βρίσκονται ανάμεσα στην πηγή της ακτινοβολίας και τον παρατηρητή.
Αυτό δεν ισχύει για τα βαρυτικά κύματα, τα οποία διαδίδονται στην ίδια την υφή του Σύμπαντος, διαπερνώντας ανενόχλητα ολόκληρους γαλαξίες.
Οι υφιστάμενοι και οι μελλοντικοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσαν λοιπόν να καταγράψουν βίαια φαινόμενα που θα ήταν αδύνατο να δουν τα τηλεσκόπια.
Οι ανιχνευτές LIGO έχουν πλέον τεθεί εκτός λειτουργίας για έναν νέο γύρο αναβάθμισης και προγραμματίζεται να ενεργοποιηθούν εκ νέου το φθινόπωρο. Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo.
Πηγή: https://iframe.dacast.com/b/59062/c/268750 ΔΟΛ egno.gr
http://physics.aps.org/articles/v9/68
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.241103
Ενώ η πρώτη ανίχνευση του LIGO, που αναφέρθηκε στις 11 Φεβρουαρίου, παρήγαγε μια καθαρή κορυφή, ή «τιτίβισμα», στα δεδομένα, αυτό το δεύτερο σήμα ήταν μακράν ηπιότερο, δημιουργώντας μια αβαθή κυματομορφή – ουσιαστικά μια αμυδρό τρίξιμο – που ήταν σχεδόν θαμμένο στα δεδομένα. Χρησιμοποιώντας προχωρημένες τεχνικές ανάλυσης δεδομένων, η ομάδα προσδιόρισε ότι πράγματι η κυματομορφή σηματοδοτούσε ένα βαρυτικό κύμα.
Σε μια ιστορική ανακάλυψη, η οποία πιστεύεται ευρέως ότι θα βραβευθεί με Νόμπελ, ερευνητές του LIGO ανακοίνωσαν τον περασμένο Φεβρουάριο ότι ανίχνευσαν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα από τη σύγκρουση δυο μελανών οπών με μάζα 29 φορές και 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου.
Στην περίπτωση εκείνη οι δίδυμοι ανιχνευτές κατέγραψαν ένα ξεκάθαρο σήμα. Αυτή τη φορά, το σήμα ήταν σχεδόν «θαμμένο» στον θόρυβο των καταγραφών και αποκαλύφθηκε μόνο με προηγμένες τεχνικές ανάλυσης.
Το σήμα αυτό αντιστοιχεί χονδρικά στο τελευταίο δευτερόλεπτο πριν από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών, με μάζες 14,2 φορές και 7,5 φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου.
Στις τελευταίες 27 περιφορές που πραγματοποίησαν οι μαύρες τρύπες καθώς κινούνταν η μία γύρω από την άλλη, η ταχύτητά τους έφτασε σχεδόν το μισό της ταχύτητας του φωτός.
Η κατακλυσμιαία σύγκρουσή τους δημιούργησε μια νέα μαύρη τρύπα με μάζα 20,8 φορές τη μάζα του Ήλιου.
Αυτό σημαίνει ότι περίπου μία ηλιακή μάζα εξαφανίστηκε κατά την σύγκρουση. Ολόκληρη αυτή η μάζα μετατράπηκε σε ενέργεια, η οποία εξαπλώθηκε στο χώρο με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων.
Η νέα ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Physical Review Letters.
Παράθυρο στο Σύμπαν
Εκτός του ότι επιβεβαιώνουν τον Αϊνστάιν, οι ανακαλύψεις στο LIGO αναμένεται να προσφέρει έναν νέο, επαναστατικό τρόπο παρατήρησης του Σύμπαντος.
Τα περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για τον Κόσμο προέρχεται από παρατηρήσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας –το ορατό και αόρατο φως που φτάνει σε τηλεσκόπια και ραδιοτηλεσκόπια.
Το πρόβλημα είναι ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπλοκάρεται από σύννεφα σκόνης ή άλλα αντικείμενα που βρίσκονται ανάμεσα στην πηγή της ακτινοβολίας και τον παρατηρητή.
Αυτό δεν ισχύει για τα βαρυτικά κύματα, τα οποία διαδίδονται στην ίδια την υφή του Σύμπαντος, διαπερνώντας ανενόχλητα ολόκληρους γαλαξίες.
Οι υφιστάμενοι και οι μελλοντικοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσαν λοιπόν να καταγράψουν βίαια φαινόμενα που θα ήταν αδύνατο να δουν τα τηλεσκόπια.
Οι ανιχνευτές LIGO έχουν πλέον τεθεί εκτός λειτουργίας για έναν νέο γύρο αναβάθμισης και προγραμματίζεται να ενεργοποιηθούν εκ νέου το φθινόπωρο. Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo.
Πηγή: https://iframe.dacast.com/b/59062/c/268750 ΔΟΛ egno.gr
http://physics.aps.org/articles/v9/68
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.241103
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου