Bir milyar ışık yılı uzaktaki sinyal, 20 milisaniyelik dalgalanma, çığır açan bir gürültüdür
Resim: Lazer Girişim Yerçekimi Dalgası Gözlemevi'nin yerçekimi dalgası gözlemi basın toplantısının ekran görüntüsü. Kaynak: LIGO
Lazer İnterferometrik Yerçekimi Dalga Gözlemevi'nin (LIGO) baş araştırmacısı David Reitz büyük bir keşfi duyurdu: "Herkes, yerçekimi dalgaları tespit ettik." Yaklaşık 1,3 milyar ışıkyılı uzaklıkta, güneşin 30 katı kütleye sahip iki kara delik birleşti. Daha büyük bir kara delik oluşturmak için daire çizip etkileşime girdikten sonra, bu yeni kara deliğin kütlesi Güneş'inkinin yaklaşık 60 katı. Bu kara delikler ve bunların kaynaşma süreci, devasa bir yerçekimi alanı içerir ve devasa kütleli nesneler, böyle bir yerçekimi alanında hızla hareket eder.Bu sürecin kendisi, uzaysal yapıda "dalgacıklar" üretir. Bu "dalgacıklar" uzayda ışık hızında seyahat ettiler ve bir süre sonra dedektörümüze ulaştı ve bir saniyeden daha kısa bir süre "kalarak" "kaldılar". Ancak LIGO ile yaptığımız işbirliği sayesinde, bu an onları tespit etmemiz için yeterliydi.İki dedektörümüz (Washington ve Louisiana'da bulunan) aynı sinyali tespit ederek model tahminine tam olarak uyuyordu.
Resim: Çift kara delik füzyon gözlem dalga formu. Resim kaynağı: B.P. Abbott, vb.
Algıladığımız sinyalin 20 milisaniyesi içinde, yerçekimi dalgasının çıkış gücü, o sırada tüm görünür evrendeki tüm parlayan yıldızların çıkış gücünün toplamından daha yüksekti. İki kaynaşmamış kara deliğin toplam kütlesini ve birleştikten sonra oluşan yeni bir kara deliğin kütlelerini karşılaştırırsak, ikisinin eşit olmadığını bulacağız Neden?
Einstein'ın E = mc ^ 2 formülüne göre, güneşin kütlesinin üç katı - güneşin kütlesinin üç katına veya dünyanın kütlesinin 1 milyon katına eşittir - saf enerjiye dönüştürülür. Ancak yıldız ışığından farklı olarak, bu dönüşüm elektromanyetik radyasyona değil, kütleçekimsel radyasyona dönüşüyor Bu, böyle bir dönüşümü ilk kez gözlemliyoruz. Tespit yöntemimiz şüphesiz benzersizdir. Einstein'ın teorisi, bu kütleçekimsel radyasyonun öngörülebilir bir modelde dışa doğru döneceğini ve uzayda "dalgalanmaların" yayılmasını sağlayan özel bir şok dalgası yaratacağını öngörüyor.
Katkı Sağlayanlar: R. Hurt-Caltech / JPL
"Dalgalanma" dünya dahil herhangi bir nesneden geçtiğinde, nesnenin farklı yönlerde küçülmesine veya genişlemesine neden olacaktır. Yani bu uzayda var olan herhangi bir nesne gibi, bu dalganın etkisi altında, dünya da belirli bir "sallanma" üretecektir.
İki farklı yönde iki farklı konumda karşılıklı dik iki ışın inşa ederek, bu iki karşılıklı dik yöndeki yol uzunluğundaki çok küçük değişiklikleri ölçebiliriz. Bu, LIGO tarafından kullanılan harika bir cihazdır. Bu cihaz, "dalgaların" uzayda seyahat etme şeklini doğru bir şekilde bulabilir ve ölçebilir ve bu bilgi, evrenin gizemlerini araştırmamıza ve evrenin mevcut durumunu anlamamıza yardımcı olabilir.
Çok sayıda teorik model bu fenomeni açıklamaya başlamıştır. Genel göreliliği hesaplamak son derece zordur, bu nedenle gözlemleyebileceğimiz fenomeni ölçmek için çok gelişmiş matematiksel yöntemlere ihtiyacımız var. Çok iyi hesaplanmış bir model var LIGO bu modele çok duyarlıdır ve benzer kütleli, yakın yörüngeli ve içe doğru spiral şeklinde iki kara delik için yılda 2-4 tahmin eder. Bu, model tahmininin sonucudur.
Resim: Çift kara delik füzyon gözlem modeli. Resim kaynağı: B.P. Abbott, vb.
Nasıl performans sergiliyorlar? Dürüst olmak gerekirse, mükemmel.
Ve ilk kez gözlemlediğimiz şey, bunu doğrulamamıza rağmen, Einstein'ın en büyük genel görelilik tahminlerinden sadece biri değildi. LIGO'nun önümüzdeki günlerde daha benzer sinyaller gözlemleyeceğine şüphe olmasa da, yalnızca yerçekimi dalgası astronomisindeki ilk adımımız değil; astronomi için bu atılım, Galileo'nun icadı gibidir. Teleskop çok heyecan verici çünkü sonunda evreni yeni bir perspektiften keşfedebiliriz. Bu sefer en büyük kazancımız, ilk kez birleşen iki kara deliği nihayet tespit etmemiz, fiziksel durumlarını tespit etmemiz, Einstein'ın teorisine pek çok gerçek temel bulmamız ve bunun gerçekten bir milyar ışıkyılı içinde gerçekleştiğini gözlemlememizdir. Uzak evrendeki fenomen.
Resim: Lazer Girişim Yerçekimi Dalgası Gözlemevi'nin yerçekimi dalgası gözlemi basın toplantısının ekran görüntüsü. Kaynak: LIGO
İlk seferde muhtemelen daha fazlası olacaktır. Bu önemli bir adım, ancak yalnızca iyi bir başlangıca işaret ediyor. Evren şimdi yepyeni bir şekilde insanlığa ifşa ediliyor ve ilk kez tüm boşluklarda var olan en aşırı yerçekimi koşullarını test ettik. Bu, bilimin en büyük anı ve yaşadığımız herkesin harika anı!
Referans
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Ethan Siegel Kıdemli Katılımcı - Mona
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
