Zdi se, da bomo v prihodnjih dneh veliko govorili o gravitacijskih valovih. Toda zakaj se včasih napačno imenujejo "valovi agresije"? V tem svetu družbenih medijev, kjer se kratkoročnost najpogosteje vrednoti, se lahko zdi, da zmanjšanje izraza »gravitacijski valovi« na »valove vala« ni tako velika zadeva. Poleg tega vam omogoča, da shranite nekaj dodatnih znakov za ljubitelje Twitter!
In najverjetneje boste v novicah videli veliko naslovov, ki nagovarjajo "gravitacijske valove znanosti", ki jih nadomešča beseda "brawling", vendar ne sodijo v to past. Medtem ko imata obe besedi težo, sta v bistvu gravitacijski valovi in valovi agresije popolnoma različna "bitja". Preberite o tem, kako se razlikujejo, in lahko celo predstavite svoje gravitacijsko znanje naslednjič pred prijatelji v pubu.
Gravitacijski valovi so v najbolj splošnem pomenu neke vrste valovi v prostoru in času. Einsteinova teorija splošne relativnosti je napovedala njihov obstoj pred več kot sto leti in nastala so na pospešku (ali dejansko upočasnitvi) masivnih objektov v prostoru. Če zvezda eksplodira kot supernova, potem gravitacijski valovi odnašajo energijo od detonacije pri hitrosti svetlobe. Če trčita dve črni luknji, bosta v prostoru in času povzročila valovanje, ki bo spominjalo na valovanje v ribniku, kjer je bil kamen vržen. Če se dve nevtronski zvezdi vrtita med seboj zelo tesno, se njihova energija, ki jo odnesemo iz sistema - uganili ste - imenujemo gravitacijski valovi. Če bi lahko zaznali in opazovali te valove, ki jih lahko dopušča nova doba astronomije gravitacijskih valov, se bomo naučili prepoznati gravitacijske valove in delati s fenomeni, ki jih reproducirajo. Na primer, nenaden impulz gravitacijskih valov lahko nakazuje, da so bili prejeti iz eksplozije iz supernove, medtem ko lahko neprekinjen nihajni signal kaže na bližnjo orbito dveh črnih lukenj, preden se združijo. Do sedaj so gravitacijski valovi teoretični, kljub obstoju močnih posrednih dokazov. Zanimivo je, da se gravitacijski valovi širijo skozi prostor, zato bodo fizično deformirali »tkanino« prostora, to je zelo šibko zmanjšali ali razširili prostor med dvema objektoma. Učinek je zanemarljiv, toda z uporabo laserskega interferometra, kot je laserski merilnik laserskega valovanja gravitacijskega vala ali LIGO (LIGO), ki meri najmanjše valove v laserjih, ki se odbijajo skozi 2,5-kilometrske vakuumske tunele v obliki črke L, se gravitacijski valovi lahko zaznajo na našem planetu. V primeru LIGO obstajata 2 postaji na nasprotnih straneh ZDA, razdeljeni na skoraj 2000 milj. Če je signal gravitacijskega vala realen, bo njegov podpis opazen v obeh krajih; če je to napačen signal (to pomeni, da je tovornjak samo odpeljal mimo), bo samo ena postaja zaznala signal. Čeprav je LIGO začel svojo dejavnost v letu 2002, še ni zaznal gravitacijskih valov. Toda septembra 2015 je bil sistem nadgrajen na Advanced LIGO in upamo, da nam bodo fiziki končno zagotovili dobre novice v četrtek.
Bonus: primarni gravitacijski valovi. Morda se spomnite pretresov z "odkritjem" BICEP2 (in nato z ne-odkrivanjem) gravitacijskih valov v rahlem začetnem "luminiscenci" Big Banga, znanega kot kozmično mikrovalovno ozadje (CMF). Čeprav se je izkazalo, da je »odkritje« BICEP2 brezupno, se verjame, da lahko drobni gravitacijski valovi v času Velikega poka pustijo svoj »odtis« v tem starodavnem sevanju kot posebno vrsto polarizirane svetlobe. Če opazimo odtis primarnih gravitacijskih valov (tiste, ki jih proizvede Big Bang), potem lahko potrdimo nekatere modele kozmične inflacije in kvantne gravitacije. Vendar pa to niso gravitacijski valovi, ki jih LIGO lovi. LIGO (in podoben observatorij) išče gravitacijske valove, ki jih generirajo energetski dogodki, ki se odvijajo v našem sodobnem vesolju. Lov na primarne gravitacijske valove je videz arheološkega izkopavanja preteklosti našega vesolja.
Valovi so fizične motnje, nadzorovane z obnavljanjem gravitacije v planetarnem okolju. Z drugimi besedami, valovi so značilni samo za planetne atmosfere in vodna telesa. V primeru atmosfere zrak piha skozi ocean, nato pa je na primer srečanje z otokom prisiljeno dvigniti. Na zavetrni strani bo zrak prisiljen ostati na nižji višini pod vplivom gravitacije, vendar bo njegov vzgon deloval proti gravitaciji, zaradi česar se bo spet dvignil. Posledica tega je, da lahko območje nihajočega zraka v atmosferi povzroči oblake v grebenih valov. Primeri valov so valovi vetra, plimovanje in cunamiji.
Tako se izkaže, da gravitacija poganja gravitacijske valove in valove gravitacije, vendar imajo zelo različne lastnosti, ki jih ne smemo zamenjevati.
