עולם הפיזיקה היה מסוחרר בשבועות האחרונים מכיוון שציוצים ושמועות רומזים כי יתכן שמדענים גילו אדוות מבוקשות בזמן שנקרא גלי כבידה. בעוד שחלק מהדברים הם ספקולציות, ישנן עדויות המציעות כי חוקרים במצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר (LIGO) עשויים להיתקל בראיות הישירות הראשונות לגלים אלה מאז שאלברט איינשטיין הציע את קיומם לפני מאה שנה בתיאוריה הכללית שלו. של תורת היחסות.
תוכן קשור
- גלי הכבידה מכים פעמיים
- לאחר מאה חיפושים גילינו סוף סוף גלי כבידה
- שבע דרכים פשוטות שאנחנו יודעים שאיינשטיין צדק (לעת עתה)
- נתוני עידן אפולו עוזרים למדענים לחפש גלי כבידה
להלן חמישה דברים שכדאי לדעת על גלי כבידה להכנה לקראת ההכרזה הקרובה.
מה הם?
אם אתה חושב על היקום כאל אוקיינוס עצום, גלי הכבידה הם כמו אדוות שנגרמות כאשר אובייקט נופל על פני השטח שלו. על פי התיאוריה של איינשטיין, שינויים בתאוצה של עצמים מאסיביים בחלל, כמו כוכבי נויטרונים וחורים שחורים, מפעילים אדוות אלה המקרינות דרך מארג הזמן-החלל - עם ההשפעות הדרמטיות ביותר מהתנגשויות, כותב ג'ושוע סוקול עבור " מדען חדש" .
מדוע הם כל כך גדולים?
גלי הכבידה לא רק תומכים יותר בתורת היחסות, הם גם יכולים לעזור למדענים לחקור תופעות מסתוריות רבות בקוסמוס. אסטרונומים כרגע סורקים את השמיים באמצעות הספקטרום האלקטרומגנטי, החושף סוגים שונים של עצמים בהתאם לאורך הגל. גלי הכבידה יהיו "הדרך הישירה ביותר לחקור את החלק הגדול של היקום האפל", אומר מדען LISA Pathfinder, ביל וובר, לגיזמודו . הגלים חולפים על אף גופים קשים במקום אחר, ומספקים הצצה לצורות המסתוריות שדומות לראות אותם באורך גל חדש לחלוטין.
אם כי חמקמק, אדוות אלה הן גם מרכזיות בתיאוריות רבות אודות ראשיתו הקדומה של היקום. החישובים מראים שהיקום עבר תקופה של התפשטות מהירה בשניות שאחרי המפץ הגדול. גלי כבידה שנוצרו בתקופת האינפלציה המהירה הזו היו מתפתלים ברקע המיקרוגל הקוסמי, הקרינה הקדומה ביותר המחלחלת ליקום. האדוות היו משאירות חותם כמו טביעת אצבע שניתן היה לייחס אותה עד ראשית הקיום. LIGO נועד לזהות גלים עדכניים יותר, מבחינה קוסמית, אבל רק להוכיח שהם קיימים זה יהיה צעד גדול.
איך מדענים מחפשים אותם?
מרבית גלאי הגל הכבידה פועלים על ידי ניסיון לאתר שינויים דקים במרחק בין עצמים המופרדים בכמות ידועה, מדווח סטון מדדי עבור Gizmodo. הרעיון הוא שגל שעובר בכדור הארץ היה מקמט את זמן החלל באופן שמשנה את המרחק הזה.
ישנם מספר ניסויים מתמשכים המבוססים בכל רחבי העולם, וכל אחד מהם בודק טכניקות שונות. ל- LIGO, למשל, יש שני גלאים שנמצאים כמעט במרחק של 2, 000 מיילים זה מזה, והיא מצטברת נתונים מ- 75 מצפים כוכבים ברחבי העולם כדי לאתר ולשלש אותות אפשריים מגלי הכבידה העוברים בכדור הארץ. חוקרים אחרים הציעו להשתמש בשעוני אטום רגישים במיוחד כדי לאתר עיוותים זמניים, וסוכנות החלל האירופית השיקה לאחרונה לוויין שיבדוק טכנולוגיה שיכולה לעזור למדענים למצוא דרכים חדשות למדידת תנודות זעירות בחלל.
מדוע הם כל כך קשים לגלות?
כששומרים אבן לגוף של מים, האדוות הולכות וקטנות ככל שהם עוברים מהמוקד. גלי הכבידה עוקבים אחר אותו עיקרון בסיסי. המרחב הוא עצום, ומדענים מאמינים כי רבים ממקורות גלי הכבידה הם גופים המרחפים בשולי היקום, מה שאומר שכל אותות שיגיעו לכדור הארץ יהיו קלושים ביותר וקשה לבידוד. מרבית המצפים המחפשים גלי כבידה נאלצים לסרוק עיוותים זעירים במרקם של זמן-חלל - גלאי LIGO, למשל, יכולים למדוד תזוזות קטנות כמו עשרת אלפים בקוטר הפרוטון, כותב סוקול.
רגע, למה זה נשמע מוכר?
זו לא הפעם הראשונה שמדענים מכריזים על גילוי גלי כבידה. בשנת 2014 אמרו אסטרונומים העובדים עם מצפה הכוכבים BICEP2 בסמוך לקוטב הדרומי כי הם מצאו ראיות לגלים כבידתיים משחר היקום. אבל זה התגלה כאזעקת שווא שנגרמה על ידי אבק קוסמי. לליגו היו גם תוצאות חיוביות כוזבות משלה בעבר. בשנת 2010, לפני ששודרג המצפה לרגישות הנוכחית שלו, חוקרים גילו מה הם חשבו שיכולים להוות ראיה לגל כבידה, אך בהמשך הבינו שזה סתם אות שהעלו המדענים שלהם לבחון האם הם יכולים לדעת את ההבדל בין אות מזויף והדבר האמיתי.
אמנם לא נדע בוודאות מה קרה ב- LIGO עד יום חמישי, אך קיימות עדויות ביומני הציבור של המצפה המרמזות על כך שהם באמת עשויים להיכנס לפעם. מאז שהניסוי הנוכחי החל בספטמבר האחרון, יומנים מראים כי חוקרי LIGO עקבו אחר לפחות שלושה לידים באזורים שונים בשמיים, כך מדווח סוקול. זו יכולה להיות עוד אזעקת שווא, אך לעת עתה מחכים פיסיקאים, אסטרונומים וחובבי החלל בהתרגשות גוברת.
