Olimlar gravitatsion to‘lqinlar sirini yechishga yaqin turibdi

2024 Muallif: Malcolm Clapton | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 04:14

Zamonaviy fizikada tortishish asosiy sirlardan biridir. Biz uning ko'rinishlarini tortishish shaklida qanday o'lchashni zo'rg'a o'rgandik. Ammo tortishish nima, u qayerdan keladi, qanday uzatiladi - zamonaviy fan hali aniq javob berishga qodir emas.

Gap shundaki, tortishish kuchi to'rtta asosiy o'zaro ta'sirlardan biri - energiya uzatish shakllari - va ayni paytda eng zaifdir. Ammo asosiy muammo boshqa joyda.

Eng yaxshi o'rganilgan uchta o'zaro ta'sir zarralar tomonidan tashilishi ma'lum. Va agar boshqa turdagi o'zaro ta'sirlar uchun bu zarralar ma'lum bo'lsa va ularning mavjudligi eksperimental ravishda tasdiqlansa (to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita, katta taxminlar bilan bo'lsa ham), unda tortishish uchun hamma narsa ancha murakkabroq.

Hozirgi vaqtda nafaqat graviton deb ataladigan narsa (fizikaning ba'zi tushunchalarida tortishish kuchini uzatish va tortishish maydonlarini yaratish uchun mas'ul bo'lgan nazariy zarracha) mavjudligi haqiqatini tasdiqlashning iloji bo'lmadi. bunday tortishish izlari, bu uning o'tkazilish xarakterini aniqlashga imkon beradi (yoki aytaylik, fazoda tashish).

Gravitonlar mavjudligini taxmin qiladigan xuddi shu nazariyaga ko'ra, tortishish yo'naltirilgan kvantlangan (ya'ni zarrachalardan yoki "o'xshash zarrachalar" - ma'lum bir qiymatga ega bo'lgan energiya paketlaridan iborat) to'lqinlar - tortishish shaklida uzatilishi kerak. radiatsiya. U har qanday yirik kosmik jismlar va hodisalardan - qora tuynuklar va galaktika klasterlaridan, o'ta yangi yulduzlarning tug'ilishidan kelib chiqadigan ulkan to'lqinlar shaklida o'zini namoyon qilishi kerak. Biroq, ular hali topilmadi.

Va 2016-yil 11-yanvarda Arizona universiteti kosmologi Lourens Krauss o‘zining Twitter’ida shunday yozdi: “LIGO kashfiyoti haqidagi shubhalarim mustaqil manbalar tomonidan tasdiqlandi. Aloqada bo'ling! Gravitatsion to'lqinlarni aniqlash mumkin!”

LIGO Gravitatsion toʻlqinlar rasadxonasi tortishish kuchini oʻrganish va gravitatsion toʻlqinlarni qidirish uchun eng muhim joylardan biri hisoblanadi. LIGO stantsiyalari tortishish to'lqinlarini aniqlash uchun ilg'or lazerli interferometrlardan foydalanadi. Krauss 2015-yil sentabr oyida LIGO detektorida tushunib bo‘lmaydigan tortishish to‘lqinlari belgilari aniqlanganiga shama qilgan bo‘lsa-da, bu haqda rasmiy tasdiq yo‘q edi. Bundan biroz oldin majmua modernizatsiya qilindi va u yerda gravitatsion to‘lqinlarni aniqlashga olib keladigan Advanced LIGO tajribasi ishga tushirildi.

Shu bilan birga, rasadxonalardan rasmiy bayonotlar yo'q edi (ular hech bo'lmaganda fevral oyida kutilmoqda), shuning uchun ekspertlarning fikricha, g'ayrioddiy muhim kashfiyot haqida quvonish va mish-mishlarni tarqatish hali erta. Bundan tashqari, BICEP2 eksperimenti doirasida olingan oldingi xulosalar noto'g'ri bo'lib chiqdi: signal aslida tortishish to'lqinlaridan emas, balki changdan kelib chiqqan.

Bu nima uchun kerak va nima uchun bu juda muhim? Har qanday nazariya amaliyotning boshlanishidir. Kvant fizikasisiz GPS, sun'iy yo'ldosh aloqasi, zamonaviy tranzistorlar va kvant kompyuterlari (va optik aloqa liniyalari ham) bo'lmaydi. Gravitatsiyani tavsiflovchi ishlaydigan, to'liq nazariya koinotni, uning qonunlarini, jismlarning harakatini, qora tuynuklarni, qorong'u energiya va qorong'u materiyani batafsilroq o'rganishga imkon beradi. Va kosmosda (yoki hatto vaqt ichida) yangi harakat turlarini yaratish juda mumkin. Ungacha na kvant sakrashlari, na chuvalchanglar, na superlyuminal tezliklar biz uchun mavjud emas.