دانشمندان به حل معمای امواج گرانشی نزدیک شده اند

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

در فیزیک مدرن، جاذبه یکی از معماهای اصلی است. ما به سختی یاد گرفته ایم که چگونه تظاهرات آن را به شکل گرانش اندازه گیری کنیم. اما گرانش چیست، از کجا می آید، چگونه منتقل می شود - علم مدرن هنوز قادر به پاسخگویی صریح نیست.

واقعیت این است که گرانش یکی از چهار فعل و انفعال اساسی - اشکال انتقال انرژی - و در عین حال ضعیف ترین از همه است. اما مشکل اصلی جای دیگری است.

سه برهمکنش که به بهترین وجه مورد مطالعه قرار گرفته اند، توسط ذرات منتقل می شوند. و اگر برای انواع دیگر فعل و انفعالات، این ذرات شناخته شده باشند، و وجود آنها به طور تجربی (مستقیم یا غیرمستقیم، البته با فرضیات بزرگ) تأیید شود، پس برای گرانش همه چیز بسیار پیچیده تر است.

در حال حاضر، تأیید حقیقت وجود نه تنها به اصطلاح گراویتون (ذره ای نظری که در برخی مفاهیم فیزیک مسئول انتقال گرانش و ایجاد میدان های گرانشی است) ممکن نیست، بلکه همچنین امکان پذیر نیست. چنین رگه هایی از گرانش که امکان تعیین ماهیت انتقال آن (یا، فرض کنید، حمل و نقل در فضا-زمان) را فراهم می کند.

طبق همین نظریه که حضور گراویتون ها را فرض می کند، معلوم می شود که گرانش باید به صورت امواج کوانتیزه هدایت شده (یعنی متشکل از ذرات یا "ذرات "مانند" - بسته های انرژی با مقدار معین) - امواج گرانشی منتقل شود. تابش - تشعشع. این باید به شکل امواج عظیمی که از هر اجرام و رویداد فضایی بزرگ - سیاهچاله‌ها و خوشه‌های کهکشانی - در هنگام تولد ابرنواخترها سرچشمه می‌گیرد، ظاهر شود. با این حال، آنها هنوز پیدا نشده اند.

و در 11 ژانویه 2016، لارنس کراوس کیهان شناس دانشگاه آریزونا در توییتر خود نوشت: ظن من در مورد کشف LIGO توسط منابع مستقل تایید شد. در تماس باش! امواج گرانشی را می توان تشخیص داد!

رصدخانه امواج گرانشی LIGO یکی از مهم ترین مکان ها برای مطالعه گرانش و جستجوی امواج گرانشی است. ایستگاه های LIGO از تداخل سنج های لیزری پیشرفته برای تشخیص امواج گرانشی استفاده می کنند. اگرچه کراوس در سپتامبر 2015 اشاره کرد که نشانه هایی از امواج گرانشی گریزان در آشکارساز LIGO شناسایی شده است، هیچ تایید رسمی در این مورد وجود نداشت. اندکی قبل از این، این مجموعه مدرن شد و آزمایش پیشرفته LIGO در آنجا راه اندازی شد که می تواند منجر به تشخیص امواج گرانشی شود.

در همین حال، هیچ اظهارات رسمی از سوی رصدخانه ها وجود نداشت (انتظار می رود حداقل در ماه فوریه باشد)، بنابراین کارشناسان معتقدند که برای خوشحالی و شایعه پراکنی درباره یک کشف غیرمعمول مهم خیلی زود است. علاوه بر این، نتایج قبلی به دست آمده در چارچوب آزمایش BICEP2 اشتباه بود: سیگنال در واقع نه توسط امواج گرانشی، بلکه توسط گرد و غبار ایجاد شد.

چرا به آن نیاز است و چرا اینقدر مهم است؟ هر نظریه ای آغاز عمل است. بدون فیزیک کوانتومی هیچ GPS، ارتباطات ماهواره ای، ترانزیستورهای مدرن و کامپیوترهای کوانتومی (و همچنین خطوط ارتباطی نوری) وجود نخواهد داشت. یک نظریه کارآمد و کامل که گرانش را توصیف می کند می تواند امکان مطالعه دقیق تری از کیهان، قوانین آن، حرکات اجسام، سیاهچاله ها، انرژی تاریک و ماده تاریک را فراهم کند. و ایجاد انواع حرکت اساساً جدید در فضا (یا حتی در زمان) کاملاً ممکن است. تا آن زمان، نه پرش‌های کوانتومی، نه کرم‌چاله‌ها، و نه سرعت‌های ابر نوری در دسترس ما نیستند.