Gravitationsbølger:Hvorfor balladen?

Stor spænding bølgede gennem fysikverdenen mandag ved nyheder om den første nogensinde opdagelse af to ultratætte neutronstjerner, der konvergerer i en voldsom smashup.

Opdagelsen, videnskabsfolk siger, ville ikke have været muligt uden påvisning af gravitationsbølger-en to-årig bedrift, der blev tildelt Nobels fysikpris 2017.

En bagmand:

Sp .:Hvad er gravitationsbølger?

Albert Einstein forudsagde gravitationsbølger i sin generelle relativitetsteori for et århundrede siden. Under teorien, rum og tid er flettet ind i et tilsyneladende kontinuum - tilføjer en fjerde dimension til vores koncept om universet, ud over vores 3D -opfattelse af det.

Einstein postulerede, at massen forvrænger rum-tid gennem sin tyngdekraft.

En almindelig analogi er at se rumtid som en trampolin, og masse som en bowlingbold placeret på den. Objekter på trampolinens overflade vil "falde" mod midten - repræsenterer tyngdekraften.

Når objekter med masse accelererer - når to neutronstjerner eller sorte huller spiraler mod hinanden, for eksempel-de sender bølger langs den buede rumtid omkring dem med lysets hastighed, som krusninger på en dam.

Jo mere massiv objektet er, jo større bølge og jo lettere er det at opdage.

Gravitationsbølger interagerer ikke med stof, rejse gennem universet næsten uhindret.

Sp .:Hvorfor er de så undvigende?

Einstein selv tvivlede på, at gravitationsbølger nogensinde ville blive opdaget i betragtning af, hvor små de er.

Krusninger udsendt af et par fusionerende sorte huller, for eksempel, ville strække en million kilometer (621, 000-mile) hersker på Jorden med mindre end et atom.

Sp .:Hvordan opdages de?

En teknik indebærer at detektere små ændringer i afstanden mellem objekter.

Gravitationsbølger, der passerer gennem et objekt, forvrænger dets form, strækker og klemmer den i den retning, hvor bølgen bevæger sig, efterlader en sigende, selvom det er lille, effekt.

Detektorer som LIGO i USA og Jomfru i Italien, er designet til at opfange sådanne forvrængninger i laserlysstråler.

Hos LIGO, forskere opdeler lyset i to vinkelrette stråler, der rejser over flere kilometer for at blive reflekteret af spejle tilbage til det punkt, hvor de startede.

Enhver forskel i længde ved deres tilbagevenden ville pege på indflydelsen fra gravitationsbølger.

Kilder:European Space Agency, Institut for Fysik, LIGO, Natur.

© 2017 AFP