WAT ZIJN GRAVITATIEGOLVEN?

Send

Wanneer massieve objecten tegen elkaar botsen, zouden er zwaartekrachtsgolven moeten vrijkomen. Dus wat zijn deze dingen en hoe kunnen we ze detecteren?

Wie wil er wedden tegen Einstein? U? U? En jij dan?

Natuurlijk waren er een paar hobbels, maar de staat van dienst van de man op het gebied van relativiteit is vlekkeloos. Hij legde de vreemde manier uit waarop Mercurius om de zon draait. Hij vermoedde dat astronomen sterren zouden zien afbuigen door de zwaartekracht van de zon tijdens een zonsverduistering. Hij voorspelde dat de zwaartekracht het licht zou veranderen en het kostte natuurkundigen 50 jaar om eindelijk een experiment te bedenken om het te verifiëren.

Op basis van zijn voorspellingen bevestigden wetenschappers dat sterrenstelsels het licht verdraaien met hun zwaartekracht, fotonen krijgen een langere tijd wanneer ze in de buurt van de zon passeren, en klokken die met hoge snelheid reizen, ervaren minder tijd dan klokken op aarde.

Ze hebben zelfs de zwaartekracht-roodverschuiving, frame-dragging en het gelijkwaardigheidsprincipe getest. Dit is een woordsalade die we in de toekomst zullen behandelen, of voor degenen onder u die niet kunnen wachten, google.

Elke keer dat Bertie een voorspelling deed over Relativiteit, konden natuurkundigen dit verifiëren door middel van experimenten. En dus, volgens deze fuzzy man met het gigantische brein, wanneer massieve objecten in elkaar botsen of wanneer zwarte gaten ontstaan, zou er een zwaartekrachtsgolf moeten vrijkomen.

Dus wat zijn deze dingen en hoe kunnen we ze detecteren?

Eerst een korte beoordeling. Massa veroorzaakt een vervorming in ruimte en tijd. De 'zwaartekracht' van de zon is geen trekkracht, het is echt een inspringing die de zon veroorzaakt in de ruimte om zichzelf heen.

Planeten denken dat ze in een rechte lijn bewegen, maar ze worden eigenlijk in een cirkel getrokken terwijl ze door deze kromgetrokken ruimtetijd reizen. Ga naar planeten, je bent dronken.

Het idee is wanneer massa beweegt of verandert, Einstein zei dat er zwaartekrachtsrimpelingen zouden moeten ontstaan in de ruimtetijd.

Ons probleem is dat de omvang en het effect van gravitatiegolven ongelooflijk klein zijn. We moeten de meest catastrofale gebeurtenissen in het heelal vinden als we hopen ze zelfs maar op te sporen.

Een supernova die asymmetrisch tot ontploffing komt, of twee superzware zwarte gaten die om elkaar heen draaien, of een reünie van de Galactus-familie; zijn de omvang van de evenementen die we zoeken.

De ernstigste poging om zwaartekrachtsgolven te detecteren, is de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, of LIGO-detector, in de Verenigde Staten. Het heeft twee faciliteiten, gescheiden door 3000 km. Elke detector let zorgvuldig op eventuele zwaartekrachtgolven die passeren met de tijd die laserpulsen nodig hebben om te stuiteren binnen een 4 km lang afgesloten vacuüm.

Als een zwaartekrachtsgolf wordt gedetecteerd, gebruiken de twee observatoria triangulatie om de grootte en richting te bepalen. Dat was tenminste het plan van 2002 tot 2010. Het probleem was dat het gedurende zijn hele run geen zwaartekrachtsgolven detecteerde.

Maar goed, dit is een baan voor de wetenschap. De onderzoekers met stalen ogen herbouwden de apparatuur ongebogen en verbeterden de gevoeligheid met een factor 10. Deze volgende ronde start in 2015.

Wetenschappers hebben op de ruimte gebaseerde instrumenten voorgesteld die meer gevoeligheid kunnen bieden en de kans op het detecteren van een zwaartekrachtgolf vergroten.

Natuurkundigen gaan ervan uit dat dit een kwestie is van 'wanneer', en niet 'als' dat zwaartekrachtsgolven zullen worden gedetecteerd, omdat alleen een dwaas tegen Einstein gokt. Welnu, dat en gravitatiegolven zijn al gedetecteerd ... indirect.

Door te kijken naar de uiterst regelmatige energiestoten afkomstig van pulsars, volgen astronomen precies hoe snel ze hun energie wegstromen als gevolg van zwaartekrachtgolven. Tot dusver komen alle waarnemingen perfect overeen met de voorspellingen van relativiteit. We hebben die zwaartekrachtgolven gewoon niet direct gedetecteerd ... nog niet.

Goed nieuws dus! Ervan uitgaande dat de natuurkundigen en Einstein gelijk hebben, zouden we de komende decennia de detectie van een zwaartekrachtgolf moeten zien, die een reeks voorspellingen rond het waanzinnig vreemde universum van ons heelal afrondt.

Moeten we dieper ingaan op relativiteit, Einstein en zijn voorspellingen? Vertel het ons in de reacties hieronder.