మేము గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను కనుగొన్నాము. తదుపరి ఏమిటి? ఐన్‌స్టీన్ చెప్పింది నిజమే: గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు ఉన్నాయి

ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ సాధారణ సాపేక్ష సిద్ధాంతం యొక్క చట్రంలో చేసిన సైద్ధాంతిక అంచనాకు వంద సంవత్సరాల తరువాత, శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికిని నిర్ధారించగలిగారు. లోతైన అంతరిక్ష-గురుత్వాకర్షణ తరంగ ఖగోళశాస్త్రం-అధ్యయనం చేయడానికి ప్రాథమికంగా కొత్త పద్ధతి యొక్క యుగం ప్రారంభమవుతుంది.

విభిన్న ఆవిష్కరణలు ఉన్నాయి. యాదృచ్ఛికమైనవి ఉన్నాయి, అవి ఖగోళ శాస్త్రంలో సాధారణం. విలియం హెర్షెల్ ద్వారా యురేనస్‌ను కనుగొనడం వంటి "ప్రాంతాన్ని పూర్తిగా కలపడం" ఫలితంగా పూర్తిగా ప్రమాదవశాత్తూ లేవు. సెరెండిపాల్ ఉన్నాయి - వారు ఒక విషయం కోసం వెతుకుతున్నప్పుడు మరొకటి కనుగొన్నారు: ఉదాహరణకు, వారు అమెరికాను కనుగొన్నారు. కానీ ప్రణాళికాబద్ధమైన ఆవిష్కరణలు సైన్స్‌లో ప్రత్యేక స్థానాన్ని ఆక్రమించాయి. అవి స్పష్టమైన సైద్ధాంతిక అంచనాపై ఆధారపడి ఉంటాయి. సిద్ధాంతాన్ని నిర్ధారించడానికి ప్రాథమికంగా అంచనా వేయబడినది కోరబడుతుంది. ఇటువంటి ఆవిష్కరణలలో లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్ వద్ద హిగ్స్ బోసాన్ యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు లేజర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్-వేవ్ అబ్జర్వేటరీ LIGO ఉపయోగించి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించడం వంటివి ఉన్నాయి. కానీ సిద్ధాంతం ద్వారా అంచనా వేయబడిన కొన్ని దృగ్విషయాన్ని నమోదు చేయడానికి, మీరు సరిగ్గా మరియు ఎక్కడ చూడాలో, అలాగే దీని కోసం ఏ సాధనాలు అవసరమవుతాయి అనేదానిపై మంచి అవగాహన కలిగి ఉండాలి.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను సాంప్రదాయకంగా సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం (GTR) యొక్క అంచనా అని పిలుస్తారు, మరియు ఇది నిజానికి అలానే ఉంది (ఇప్పుడు GTRకి ప్రత్యామ్నాయంగా లేదా పరిపూరకరమైన అన్ని నమూనాలలో ఇటువంటి తరంగాలు ఉన్నాయి). తరంగాల రూపాన్ని గురుత్వాకర్షణ సంకర్షణ యొక్క వ్యాప్తి వేగం యొక్క అంతిమత వలన సంభవిస్తుంది (సాధారణ సాపేక్షతలో ఈ వేగం కాంతి వేగానికి సరిగ్గా సమానంగా ఉంటుంది). ఇటువంటి తరంగాలు ఒక మూలం నుండి వ్యాపించే స్థల-సమయంలో ఆటంకాలు. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు ఏర్పడాలంటే, మూలం తప్పనిసరిగా పల్సేట్ చేయాలి లేదా వేగవంతమైన వేగంతో కదలాలి, కానీ ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో. ఖచ్చితమైన గోళాకార లేదా స్థూపాకార సమరూపతతో కదలికలు తగినవి కావు. అటువంటి మూలాలు చాలా ఉన్నాయి, కానీ తరచుగా అవి చిన్న ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి, శక్తివంతమైన సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి సరిపోవు. అన్నింటికంటే, నాలుగు ప్రాథమిక పరస్పర చర్యలలో గురుత్వాకర్షణ బలహీనమైనది, కాబట్టి గురుత్వాకర్షణ సంకేతాన్ని నమోదు చేయడం చాలా కష్టం. అదనంగా, రిజిస్ట్రేషన్ కోసం సిగ్నల్ కాలక్రమేణా త్వరగా మారడం అవసరం, అంటే ఇది తగినంత అధిక ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది. లేకపోతే, మార్పులు చాలా నెమ్మదిగా జరుగుతాయి కాబట్టి మేము దానిని నమోదు చేయలేము. అంటే వస్తువులు కూడా కాంపాక్ట్‌గా ఉండాలి.

ప్రారంభంలో, మనలాంటి గెలాక్సీలలో ప్రతి కొన్ని దశాబ్దాలకి సంభవించే సూపర్నోవా పేలుళ్ల ద్వారా గొప్ప ఉత్సాహం ఏర్పడింది. దీనర్థం మనం అనేక మిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరం నుండి సిగ్నల్‌ను చూడగలిగే సున్నితత్వాన్ని సాధించగలిగితే, మనం సంవత్సరానికి అనేక సంకేతాలను లెక్కించవచ్చు. కానీ సూపర్నోవా పేలుడు సమయంలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాల రూపంలో శక్తి విడుదల శక్తి యొక్క ప్రారంభ అంచనాలు చాలా ఆశాజనకంగా ఉన్నాయని మరియు మన గెలాక్సీలో సూపర్నోవా విరిగిపోయినట్లయితే మాత్రమే అటువంటి బలహీనమైన సంకేతం కనుగొనబడుతుందని తరువాత తేలింది.

త్వరగా కదిలే భారీ కాంపాక్ట్ వస్తువుల కోసం మరొక ఎంపిక న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు లేదా కాల రంధ్రాలు. అవి ఏర్పడే ప్రక్రియ లేదా ఒకదానితో ఒకటి పరస్పర చర్య చేసే ప్రక్రియను మనం చూడవచ్చు. నక్షత్ర కోర్ల పతనం యొక్క చివరి దశలు, కాంపాక్ట్ వస్తువులు ఏర్పడటానికి దారితీస్తాయి, అలాగే న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు మరియు కాల రంధ్రాల విలీనం యొక్క చివరి దశలు, అనేక మిల్లీసెకన్ల క్రమం యొక్క వ్యవధిని కలిగి ఉంటాయి (ఇది ఫ్రీక్వెన్సీకి అనుగుణంగా ఉంటుంది వందల హెర్ట్జ్) - అవసరమైనది. ఈ సందర్భంలో, గురుత్వాకర్షణ తరంగాల రూపంలో (మరియు కొన్నిసార్లు ప్రధానంగా) చాలా శక్తి విడుదల అవుతుంది, ఎందుకంటే భారీ కాంపాక్ట్ శరీరాలు కొన్ని వేగవంతమైన కదలికలను చేస్తాయి. ఇవి మా ఆదర్శ వనరులు.

నిజమే, కొన్ని దశాబ్దాలకు ఒకసారి గెలాక్సీలో సూపర్నోవా విస్ఫోటనం చెందుతుంది, న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల విలీనాలు ప్రతి పదివేల సంవత్సరాలకు ఒకసారి జరుగుతాయి మరియు కాల రంధ్రాలు ఒకదానితో ఒకటి మరింత తక్కువ తరచుగా విలీనం అవుతాయి. కానీ సిగ్నల్ చాలా శక్తివంతమైనది, మరియు దాని లక్షణాలను చాలా ఖచ్చితంగా లెక్కించవచ్చు. కానీ ఇప్పుడు మనం అనేక పదివేల గెలాక్సీలను కవర్ చేయడానికి మరియు సంవత్సరంలో అనేక సంకేతాలను గుర్తించడానికి అనేక వందల మిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరం నుండి సిగ్నల్‌ను చూడగలగాలి.

మూలాలను నిర్ణయించిన తరువాత, మేము డిటెక్టర్‌ను రూపొందించడం ప్రారంభిస్తాము. దీన్ని చేయడానికి, గురుత్వాకర్షణ తరంగం ఏమి చేస్తుందో మీరు అర్థం చేసుకోవాలి. వివరాల్లోకి వెళ్లకుండా, గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ప్రకరణం అలల శక్తిని కలిగిస్తుందని మనం చెప్పగలం (సాధారణ చంద్ర లేదా సౌర అలలు ఒక ప్రత్యేక దృగ్విషయం, మరియు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు దానితో సంబంధం లేదు). కాబట్టి మీరు తీసుకోవచ్చు, ఉదాహరణకు, ఒక మెటల్ సిలిండర్, దానిని సెన్సార్లతో సన్నద్ధం చేయండి మరియు దాని కంపనాలను అధ్యయనం చేయండి. ఇది కష్టం కాదు, అందుకే అర్ధ శతాబ్దం క్రితం ఇటువంటి సంస్థాపనలు ప్రారంభించబడ్డాయి (అవి రష్యాలో కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి; ఇప్పుడు SAI MSU నుండి వాలెంటిన్ రుడెంకో బృందం అభివృద్ధి చేసిన మెరుగైన డిటెక్టర్ బక్సన్ భూగర్భ ప్రయోగశాలలో వ్యవస్థాపించబడుతోంది). సమస్య ఏమిటంటే అటువంటి పరికరం ఎటువంటి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు లేకుండా సిగ్నల్‌ను చూస్తుంది. ఎదుర్కోవటానికి కష్టమైన శబ్దాలు చాలా ఉన్నాయి. భూగర్భంలో డిటెక్టర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడం సాధ్యమే (మరియు పూర్తయింది!), దానిని వేరుచేయడానికి ప్రయత్నించండి, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబరుస్తుంది, అయితే శబ్దం స్థాయిని అధిగమించడానికి మీకు ఇప్పటికీ చాలా శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగ సిగ్నల్ అవసరం. కానీ శక్తివంతమైన సంకేతాలు అరుదుగా వస్తాయి.

అందువల్ల, మరొక పథకానికి అనుకూలంగా ఎంపిక చేయబడింది, దీనిని 1962లో వ్లాడిస్లావ్ పుస్టోవోయిట్ మరియు మిఖాయిల్ హెర్జెన్‌స్టెయిన్ ముందుకు తెచ్చారు. JETP (జర్నల్ ఆఫ్ ఎక్స్‌పెరిమెంటల్ అండ్ థియరిటికల్ ఫిజిక్స్)లో ప్రచురించబడిన ఒక కథనంలో, వారు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించడానికి మైఖేల్సన్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌ను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించారు. ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ యొక్క రెండు చేతులలోని అద్దాల మధ్య లేజర్ పుంజం నడుస్తుంది, ఆపై వివిధ చేతుల నుండి కిరణాలు జోడించబడతాయి. పుంజం జోక్యం యొక్క ఫలితాన్ని విశ్లేషించడం ద్వారా, చేయి పొడవులో సాపేక్ష మార్పును కొలవవచ్చు. ఇవి చాలా ఖచ్చితమైన కొలతలు, కాబట్టి మీరు శబ్దాన్ని ఓడించినట్లయితే, మీరు అద్భుతమైన సున్నితత్వాన్ని సాధించవచ్చు.

1990ల ప్రారంభంలో, ఈ డిజైన్‌ను ఉపయోగించి అనేక డిటెక్టర్‌లను నిర్మించాలని నిర్ణయించారు. సాంకేతికతను పరీక్షించడానికి సాపేక్షంగా చిన్న ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు, యూరప్‌లో GEO600 మరియు జపాన్‌లో TAMA300 (సంఖ్యలు మీటర్లలో ఆయుధాల పొడవుకు అనుగుణంగా ఉంటాయి) మొదట ఆపరేషన్‌లోకి వచ్చాయి. కానీ ప్రధాన ఆటగాళ్ళు USAలోని LIGO ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు మరియు యూరప్‌లోని VIRGO. ఈ సాధనాల పరిమాణం ఇప్పటికే కిలోమీటర్లలో కొలుస్తారు మరియు తుది ప్రణాళికాబద్ధమైన సున్నితత్వం సంవత్సరానికి వందలాది ఈవెంట్‌లు కాకపోయినా పదుల సంఖ్యలో చూడగలిగేలా చేయాలి.

బహుళ పరికరాలు ఎందుకు అవసరం? ప్రధానంగా క్రాస్ ధ్రువీకరణ కోసం, స్థానిక శబ్దాలు (ఉదా. భూకంప) ఉన్నందున. వాయువ్య యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు ఇటలీలో సిగ్నల్‌ను ఏకకాలంలో గుర్తించడం దాని బాహ్య మూలానికి అద్భుతమైన సాక్ష్యం. కానీ రెండవ కారణం ఉంది: గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్లు మూలానికి దిశను నిర్ణయించడంలో చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. అనేక డిటెక్టర్లు వేరుగా ఉంటే, దిశను చాలా ఖచ్చితంగా సూచించడం సాధ్యమవుతుంది.

లేజర్ జెయింట్స్

వాటి అసలు రూపంలో, LIGO డిటెక్టర్లు 2002లో మరియు VIRGO డిటెక్టర్లు 2003లో నిర్మించబడ్డాయి. ప్రణాళిక ప్రకారం, ఇది మొదటి దశ మాత్రమే. అన్ని ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు చాలా సంవత్సరాలు నిర్వహించబడ్డాయి మరియు 2010-2011లో అవి ప్రణాళికాబద్ధమైన అధిక సున్నితత్వాన్ని చేరుకోవడానికి సవరణల కోసం నిలిపివేయబడ్డాయి. LIGO డిటెక్టర్లు సెప్టెంబరు 2015లో మొదటిసారిగా పనిచేశాయి, VIRGO 2016 రెండవ భాగంలో చేరాలి మరియు ఈ దశ నుండి సున్నితత్వం సంవత్సరానికి కనీసం అనేక ఈవెంట్‌లను రికార్డ్ చేయడానికి మాకు అవకాశం కల్పిస్తుంది.

LIGO పనిచేయడం ప్రారంభించిన తర్వాత, పేలుళ్ల అంచనా రేటు నెలకు సుమారుగా ఒక సంఘటన. ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ముందుగా ఊహించిన సంఘటనలు బ్లాక్ హోల్ విలీనాలు అని అంచనా వేశారు. కాల రంధ్రాలు సాధారణంగా న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల కంటే పది రెట్లు బరువుగా ఉంటాయి, సిగ్నల్ మరింత శక్తివంతమైనది మరియు ఇది చాలా దూరం నుండి "కనిపిస్తుంది", ఇది గెలాక్సీకి తక్కువ ఈవెంట్‌ల రేటును భర్తీ చేస్తుంది. అదృష్టవశాత్తూ, మేము ఎక్కువసేపు వేచి ఉండాల్సిన అవసరం లేదు. సెప్టెంబరు 14, 2015న, రెండు ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు GW150914 పేరుతో దాదాపు ఒకే విధమైన సిగ్నల్‌ను నమోదు చేశాయి.

చాలా సులభమైన విశ్లేషణతో, బ్లాక్ హోల్ ద్రవ్యరాశి, సిగ్నల్ బలం మరియు మూలానికి దూరం వంటి డేటాను పొందవచ్చు. బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క ద్రవ్యరాశి మరియు పరిమాణం చాలా సులభమైన మరియు బాగా తెలిసిన మార్గంలో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి మరియు సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి శక్తి విడుదల ప్రాంతం యొక్క పరిమాణాన్ని వెంటనే అంచనా వేయవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, పరిమాణం 25-30 మరియు 35-40 సౌర ద్రవ్యరాశి కలిగిన రెండు రంధ్రాల నుండి, 60 కంటే ఎక్కువ సౌర ద్రవ్యరాశి కలిగిన కాల రంధ్రం ఏర్పడిందని సూచించింది. ఈ డేటాను తెలుసుకోవడం, పేలుడు యొక్క మొత్తం శక్తిని పొందవచ్చు. దాదాపు మూడు సౌర ద్రవ్యరాశి గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్‌గా మార్చబడింది. ఇది 1023 సౌర ప్రకాశం యొక్క ప్రకాశానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది - ఈ సమయంలో విశ్వం యొక్క కనిపించే భాగంలోని అన్ని నక్షత్రాలు (సెకనులో వందల వంతు) విడుదల చేసే దాదాపు అదే మొత్తం. మరియు కొలిచిన సిగ్నల్ యొక్క తెలిసిన శక్తి మరియు పరిమాణం నుండి, దూరం పొందబడుతుంది. విలీనమైన శరీరాల యొక్క పెద్ద ద్రవ్యరాశి సుదూర గెలాక్సీలో సంభవించిన సంఘటనను నమోదు చేయడం సాధ్యపడింది: సిగ్నల్ మనకు చేరుకోవడానికి సుమారు 1.3 బిలియన్ సంవత్సరాలు పట్టింది.

మరింత వివరణాత్మక విశ్లేషణ కాల రంధ్రాల ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిని స్పష్టం చేయడం మరియు అవి వాటి అక్షం చుట్టూ ఎలా తిరుగుతున్నాయో అర్థం చేసుకోవడం, అలాగే కొన్ని ఇతర పారామితులను నిర్ణయించడం సాధ్యపడుతుంది. అదనంగా, రెండు ఇన్‌స్టాలేషన్‌ల నుండి వచ్చే సిగ్నల్ పేలుడు దిశను సుమారుగా నిర్ణయించడం సాధ్యపడుతుంది. దురదృష్టవశాత్తు, ఇక్కడ ఖచ్చితత్వం ఇంకా చాలా ఎక్కువగా లేదు, కానీ నవీకరించబడిన VIRGOని ప్రారంభించడంతో అది పెరుగుతుంది. మరియు కొన్ని సంవత్సరాలలో, జపనీస్ KAGRA డిటెక్టర్ సిగ్నల్స్ అందుకోవడం ప్రారంభమవుతుంది. అప్పుడు LIGO డిటెక్టర్‌లలో ఒకటి (వాస్తవానికి మూడు ఉన్నాయి, ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో ఒకటి ద్వంద్వమైనది) భారతదేశంలో సమీకరించబడుతుంది మరియు సంవత్సరానికి అనేక డజన్ల ఈవెంట్‌లు రికార్డ్ చేయబడతాయని భావిస్తున్నారు.

కొత్త ఖగోళ శాస్త్రం యొక్క యుగం

ప్రస్తుతానికి, LIGO యొక్క పని యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఫలితం గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికిని నిర్ధారించడం. అదనంగా, మొట్టమొదటి విస్ఫోటనం గురుత్వాకర్షణ ద్రవ్యరాశిపై పరిమితులను మెరుగుపరచడం సాధ్యం చేసింది (సాధారణ సాపేక్షతలో ఇది సున్నా ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది), అలాగే గురుత్వాకర్షణ వ్యాప్తి వేగం మరియు వేగం మధ్య వ్యత్యాసాన్ని మరింత బలంగా పరిమితం చేస్తుంది. కాంతి. కానీ శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికే 2016 లో LIGO మరియు VIRGO ఉపయోగించి చాలా కొత్త ఖగోళ భౌతిక డేటాను పొందగలరని ఆశిస్తున్నారు.

ముందుగా, గురుత్వాకర్షణ తరంగ పరిశీలనశాలల నుండి డేటా కాల రంధ్రాలను అధ్యయనం చేయడానికి కొత్త మార్గాన్ని అందిస్తుంది. ఇంతకుముందు ఈ వస్తువులకు సమీపంలో ఉన్న పదార్థ ప్రవాహాలను గమనించడం మాత్రమే సాధ్యమైతే, ఇప్పుడు మీరు నేరుగా "చూడవచ్చు" ఫలితంగా ఏర్పడే కాల రంధ్రం విలీనం మరియు "శాంతపరిచే" ప్రక్రియ, దాని హోరిజోన్ ఎలా హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది, దాని తుది ఆకృతిని తీసుకుంటుంది ( భ్రమణ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది). బహుశా, బ్లాక్ హోల్స్ హాకింగ్ బాష్పీభవనాన్ని కనుగొనే వరకు (ప్రస్తుతానికి ఈ ప్రక్రియ ఒక పరికల్పనగా మిగిలిపోయింది), విలీనాల అధ్యయనం వాటి గురించి మెరుగైన ప్రత్యక్ష సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.

రెండవది, న్యూట్రాన్ స్టార్ విలీనాల పరిశీలనలు ఈ వస్తువుల గురించి చాలా కొత్త, అత్యవసరంగా అవసరమైన సమాచారాన్ని అందిస్తాయి. మొదటిసారిగా, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కణాలను అధ్యయనం చేసే విధంగా న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలను అధ్యయనం చేయగలుగుతాము: అవి లోపలికి ఎలా పని చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి వాటిని ఢీకొట్టడాన్ని చూడటం. న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల అంతర్గత నిర్మాణం యొక్క రహస్యం ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలను ఆందోళనకు గురిచేస్తుంది. న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్ మరియు అల్ట్రాహై డెన్సిటీలో ఉన్న పదార్థం యొక్క ప్రవర్తనపై మన అవగాహన ఈ సమస్యను పరిష్కరించకుండా అసంపూర్ణంగా ఉంటుంది. గురుత్వాకర్షణ తరంగ పరిశీలనలు ఇక్కడ కీలక పాత్ర పోషించే అవకాశం ఉంది.

చిన్న కాస్మోలాజికల్ గామా-రే పేలుళ్లకు న్యూట్రాన్ స్టార్ విలీనాలు కారణమని నమ్ముతారు. అరుదైన సందర్భాల్లో, గామా శ్రేణిలో మరియు గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్లలో ఒక సంఘటనను ఏకకాలంలో గమనించడం సాధ్యమవుతుంది (అరుదుగా ఉంటుంది, మొదటగా, గామా సిగ్నల్ చాలా ఇరుకైన పుంజంగా కేంద్రీకృతమై ఉంది, మరియు అది కాదు. ఎల్లప్పుడూ మాకు దర్శకత్వం వహించబడుతుంది, కానీ రెండవది, మేము చాలా సుదూర సంఘటనల నుండి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను నమోదు చేయము). స్పష్టంగా, దీన్ని చూడడానికి చాలా సంవత్సరాల పరిశీలన పడుతుంది (అయినప్పటికీ, ఎప్పటిలాగే, మీరు అదృష్టవంతులు కావచ్చు మరియు అది ఈ రోజు జరుగుతుంది). అప్పుడు, ఇతర విషయాలతోపాటు, గురుత్వాకర్షణ వేగాన్ని కాంతి వేగంతో చాలా ఖచ్చితంగా పోల్చగలుగుతాము.

అందువల్ల, లేజర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌లు కలిసి ఒకే గురుత్వాకర్షణ-తరంగ టెలిస్కోప్‌గా పని చేస్తాయి, ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు కొత్త జ్ఞానాన్ని అందిస్తాయి. బాగా, ముందుగానే లేదా తరువాత మొదటి పేలుళ్ల ఆవిష్కరణ మరియు వాటి విశ్లేషణ కోసం బాగా అర్హమైన నోబెల్ బహుమతి ఇవ్వబడుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికిని ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ధృవీకరించారు, దీని ఉనికిని ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ 100 సంవత్సరాల క్రితం అంచనా వేశారు. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో ఉన్న LIGO గ్రావిటేషనల్ వేవ్ అబ్జర్వేటరీలో డిటెక్టర్‌లను ఉపయోగించి వాటిని గుర్తించారు.

చరిత్రలో మొట్టమొదటిసారిగా, మానవత్వం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను నమోదు చేసింది - విశ్వంలో చాలా దూరం సంభవించిన రెండు కాల రంధ్రాల తాకిడి నుండి భూమికి వచ్చిన అంతరిక్ష-సమయం యొక్క కంపనాలు. రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు కూడా ఈ ఆవిష్కరణకు సహకరించారు. గురువారం, పరిశోధకులు ప్రపంచవ్యాప్తంగా తమ ఆవిష్కరణ గురించి మాట్లాడతారు - వాషింగ్టన్, లండన్, పారిస్, బెర్లిన్ మరియు మాస్కోతో సహా ఇతర నగరాల్లో.

ఫోటో బ్లాక్ హోల్ తాకిడి యొక్క అనుకరణను చూపుతుంది

రాంబ్లర్ & కో కార్యాలయంలో విలేకరుల సమావేశంలో, LIGO సహకారం యొక్క రష్యన్ భాగానికి అధిపతి వాలెరీ మిట్రోఫనోవ్ గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణను ప్రకటించారు:

“ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో పాల్గొనడం మరియు ఫలితాలను మీకు అందించడం మాకు గౌరవంగా ఉంది. రష్యన్ భాషలో ఆవిష్కరణ యొక్క అర్ధాన్ని నేను ఇప్పుడు మీకు చెప్తాను. మేము USలో LIGO డిటెక్టర్ల యొక్క అందమైన చిత్రాలను చూశాము. వాటి మధ్య దూరం 3000 కి.మీ. గురుత్వాకర్షణ తరంగం ప్రభావంతో, డిటెక్టర్లలో ఒకటి మార్చబడింది, ఆ తర్వాత మేము వాటిని కనుగొన్నాము. మొదట మేము కంప్యూటర్‌లో శబ్దాన్ని చూశాము, ఆపై హామ్‌ఫోర్డ్ డిటెక్టర్ల ద్రవ్యరాశి రాక్ చేయడం ప్రారంభించింది. పొందిన డేటాను లెక్కించిన తర్వాత, 1.3 బిలియన్ల దూరంలో ఢీకొన్న బ్లాక్ హోల్స్ అని మేము గుర్తించగలిగాము. కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో. సిగ్నల్ చాలా స్పష్టంగా ఉంది, ఇది చాలా స్పష్టంగా శబ్దం నుండి ఉద్భవించింది. చాలా మంది అదృష్టవంతులమని చెప్పారు, కానీ ప్రకృతి మనకు అలాంటి బహుమతిని ఇచ్చింది. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడ్డాయి, అది ఖచ్చితంగా ఉంది.

LIGO గ్రావిటేషనల్ వేవ్ అబ్జర్వేటరీలో డిటెక్టర్లను ఉపయోగించి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించగలిగామని ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పుకార్లను ధృవీకరించారు. ఈ ఆవిష్కరణ విశ్వం ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడంలో మానవాళి గణనీయమైన పురోగతిని సాధించేలా చేస్తుంది.

ఈ ఆవిష్కరణ సెప్టెంబర్ 14, 2015 న వాషింగ్టన్ మరియు లూసియానాలో రెండు డిటెక్టర్లతో ఏకకాలంలో జరిగింది. రెండు బ్లాక్ హోల్స్ ఢీకొనడం వల్ల డిటెక్టర్లకు సిగ్నల్ వచ్చింది. తాకిడి వల్ల ఏర్పడిన గురుత్వాకర్షణ తరంగాలే అని నిర్ధారించుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలకు చాలా సమయం పట్టింది.

రంధ్రాల ఢీకొనడం కాంతి వేగంలో సగం వేగంతో సంభవించింది, ఇది సుమారుగా 150,792,458 మీ/సె.

"న్యూటోనియన్ గురుత్వాకర్షణ ఫ్లాట్ స్పేస్‌లో వివరించబడింది మరియు ఐన్‌స్టీన్ దానిని సమయ సమతలానికి బదిలీ చేశాడు మరియు అది వంగి ఉంటుందని భావించాడు. గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్య చాలా బలహీనంగా ఉంది. భూమిపై, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను సృష్టించే ప్రయోగాలు అసాధ్యం. బ్లాక్ హోల్స్ విలీనం తర్వాత మాత్రమే అవి కనుగొనబడ్డాయి. డిటెక్టర్ 10 నుండి -19 మీటర్ల వరకు మార్చబడింది, ఊహించుకోండి. మీరు మీ చేతులతో అనుభూతి చెందలేరు. చాలా ఖచ్చితమైన సాధనాల సహాయంతో మాత్రమే. దీన్ని ఎలా చేయాలి? షిఫ్ట్ రికార్డ్ చేయబడిన లేజర్ పుంజం ప్రకృతిలో ప్రత్యేకమైనది. LIGO యొక్క రెండవ తరం లేజర్ గ్రావిటీ యాంటెన్నా 2015లో ప్రారంభించబడింది. సున్నితత్వం నెలకు ఒకసారి గురుత్వాకర్షణ ఆటంకాలను గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది. ఇది అధునాతన ప్రపంచం మరియు అమెరికన్ సైన్స్ ప్రపంచంలో అంతకన్నా ఖచ్చితమైనది ఏదీ లేదు. ఇది స్టాండర్డ్ క్వాంటం సెన్సిటివిటీ పరిమితిని అధిగమించగలదని మేము ఆశిస్తున్నాము, ”అని ఆవిష్కరణ వివరించింది సెర్గీ వ్యాట్చానిన్, మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ యొక్క ఫిజిక్స్ డిపార్ట్‌మెంట్ ఉద్యోగి మరియు LIGO సహకారం.

క్వాంటం మెకానిక్స్‌లోని స్టాండర్డ్ క్వాంటం లిమిట్ (SQL) అనేది ఆపరేటర్ వివరించిన ఏదైనా పరిమాణం యొక్క నిరంతర లేదా పదేపదే పునరావృతమయ్యే కొలమానం యొక్క ఖచ్చితత్వంపై విధించిన పరిమితి, అది వేర్వేరు సమయాల్లో తనతో తాను ప్రయాణించదు. 1967లో V.B. బ్రాగిన్స్కీ ద్వారా అంచనా వేయబడింది మరియు థోర్న్ ద్వారా ప్రామాణిక క్వాంటం లిమిట్ (SQL) అనే పదాన్ని ప్రతిపాదించారు. SKP హైసెన్‌బర్గ్ అనిశ్చితి సంబంధంతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంది.

సంగ్రహంగా, వాలెరి మిట్రోఫనోవ్ తదుపరి పరిశోధన కోసం ప్రణాళికల గురించి మాట్లాడారు:

"ఈ ఆవిష్కరణ కొత్త గురుత్వాకర్షణ తరంగ ఖగోళ శాస్త్రానికి నాంది. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఛానెల్ ద్వారా మనం విశ్వం గురించి మరింత తెలుసుకోవాలని ఆశిస్తున్నాము. మనకు కేవలం 5% పదార్థం యొక్క కూర్పు మాత్రమే తెలుసు, మిగిలినది ఒక రహస్యం. గురుత్వాకర్షణ డిటెక్టర్లు ఆకాశాన్ని "గురుత్వాకర్షణ తరంగాలలో" చూడటానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి. భవిష్యత్తులో, ప్రతిదానికీ ప్రారంభాన్ని చూడాలని మేము ఆశిస్తున్నాము, అంటే బిగ్ బ్యాంగ్ యొక్క అవశేష రేడియేషన్ మరియు అప్పుడు సరిగ్గా ఏమి జరిగిందో అర్థం చేసుకోండి.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను 1916లో దాదాపు సరిగ్గా 100 సంవత్సరాల క్రితం ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ ప్రతిపాదించారు. తరంగాల సమీకరణం సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క సమీకరణాల యొక్క పరిణామం మరియు సరళమైన మార్గంలో ఉద్భవించలేదు.

కెనడియన్ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త క్లిఫోర్డ్ బర్గెస్ గతంలో ఒక లేఖను ప్రచురించారు, 36 మరియు 29 సౌర ద్రవ్యరాశి ద్రవ్యరాశితో 62 సౌర ద్రవ్యరాశి కలిగిన ఒక వస్తువుగా బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క బైనరీ వ్యవస్థను విలీనం చేయడం వల్ల అబ్జర్వేటరీ గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్‌ను గుర్తించింది. తాకిడి మరియు అసమాన గురుత్వాకర్షణ పతనం సెకనులో కొంత భాగం ఉంటుంది మరియు ఈ సమయంలో వ్యవస్థ యొక్క ద్రవ్యరాశిలో 50 శాతం వరకు శక్తి గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్‌గా పోతుంది - అంతరిక్ష-సమయంలో అలలు.

గురుత్వాకర్షణ తరంగం అనేది వేరియబుల్ త్వరణంతో గురుత్వాకర్షణ శరీరాల కదలిక ద్వారా గురుత్వాకర్షణ యొక్క చాలా సిద్ధాంతాలలో ఉత్పన్నమయ్యే గురుత్వాకర్షణ తరంగం. గురుత్వాకర్షణ శక్తుల సాపేక్ష బలహీనత కారణంగా (ఇతరులతో పోలిస్తే), ఈ తరంగాలు చాలా చిన్న పరిమాణంలో ఉండాలి, నమోదు చేయడం కష్టం. వారి ఉనికిని ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ ఒక శతాబ్దం క్రితం అంచనా వేశారు.

వాలెంటిన్ నికోలెవిచ్ రుడెంకో తన కాస్సినా (ఇటలీ) నగరాన్ని సందర్శించిన కథను పంచుకున్నాడు, అక్కడ అతను కొత్తగా నిర్మించిన “గురుత్వాకర్షణ యాంటెన్నా” - మిచెల్సన్ ఆప్టికల్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌పై ఒక వారం గడిపాడు. గమ్యస్థానానికి వెళ్లే మార్గంలో, ట్యాక్సీ డ్రైవర్ ఇన్‌స్టాలేషన్ ఎందుకు నిర్మించబడిందని అడుగుతాడు. "ఇది దేవునితో మాట్లాడటం కోసమేనని ఇక్కడి ప్రజలు అనుకుంటారు" అని డ్రైవర్ ఒప్పుకున్నాడు.

– గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు అంటే ఏమిటి?

- గురుత్వాకర్షణ తరంగం "ఖగోళ భౌతిక సమాచారం యొక్క వాహకాలు" ఒకటి. ఖగోళ భౌతిక సమాచారం యొక్క కనిపించే ఛానెల్‌లు "సుదూర దృష్టి"లో ప్రత్యేక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ఛానెల్‌లను కూడా స్వాధీనం చేసుకున్నారు - మైక్రోవేవ్ మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్, మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఛానెల్‌లు - ఎక్స్-రే మరియు గామా. విద్యుదయస్కాంత వికిరణంతో పాటు, మనం అంతరిక్షం నుండి కణాల ప్రవాహాలను గుర్తించగలము. ఈ ప్రయోజనం కోసం, న్యూట్రినో టెలిస్కోప్‌లు ఉపయోగించబడతాయి - కాస్మిక్ న్యూట్రినోల యొక్క పెద్ద-పరిమాణ డిటెక్టర్లు - పదార్థంతో బలహీనంగా సంకర్షణ చెందే కణాలు మరియు నమోదు చేయడం కష్టం. దాదాపు అన్ని సిద్ధాంతపరంగా అంచనా వేయబడిన మరియు ప్రయోగశాలలో అధ్యయనం చేయబడిన "ఖగోళ భౌతిక సమాచారం యొక్క వాహకాలు" ఆచరణలో విశ్వసనీయంగా ప్రావీణ్యం పొందాయి. మినహాయింపు గురుత్వాకర్షణ - మైక్రోకోజమ్‌లో బలహీనమైన పరస్పర చర్య మరియు స్థూల విశ్వంలో అత్యంత శక్తివంతమైన శక్తి.

గురుత్వాకర్షణ అనేది జ్యామితి. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు రేఖాగణిత తరంగాలు, అనగా ఆ స్థలం గుండా వెళుతున్నప్పుడు అంతరిక్షం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణాలను మార్చే తరంగాలు. స్థూలంగా చెప్పాలంటే, ఇవి ఖాళీని వికృతీకరించే తరంగాలు. స్ట్రెయిన్ అనేది రెండు పాయింట్ల మధ్య దూరం యొక్క సాపేక్ష మార్పు. గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ అన్ని ఇతర రకాల రేడియేషన్‌ల నుండి ఖచ్చితంగా భిన్నంగా ఉంటుంది, అది జ్యామితీయంగా ఉంటుంది.

– ఐన్‌స్టీన్ గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను ముందే ఊహించారా?

- అధికారికంగా, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను ఐన్‌స్టీన్ అతని సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క పరిణామాలలో ఒకటిగా అంచనా వేసినట్లు నమ్ముతారు, అయితే వాస్తవానికి వాటి ఉనికి ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతంలో ఇప్పటికే స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.

సాపేక్షత సిద్ధాంతం గురుత్వాకర్షణ ఆకర్షణ కారణంగా, గురుత్వాకర్షణ పతనం సాధ్యమవుతుందని సూచిస్తుంది, అంటే, పతనం ఫలితంగా ఒక వస్తువు యొక్క సంకోచం, స్థూలంగా చెప్పాలంటే, ఒక పాయింట్ వరకు. అప్పుడు గురుత్వాకర్షణ శక్తి చాలా బలంగా ఉంటుంది, దాని నుండి కాంతి కూడా తప్పించుకోదు, కాబట్టి అలాంటి వస్తువును అలంకారికంగా బ్లాక్ హోల్ అంటారు.

– గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్య యొక్క ప్రత్యేకత ఏమిటి?

గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్య యొక్క లక్షణం సమానత్వం యొక్క సూత్రం. దాని ప్రకారం, గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో పరీక్ష శరీరం యొక్క డైనమిక్ ప్రతిస్పందన ఈ శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉండదు. సరళంగా చెప్పాలంటే, అన్ని శరీరాలు ఒకే త్వరణంతో వస్తాయి.

గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్య నేడు మనకు తెలిసిన అత్యంత బలహీనమైనది.

– గురుత్వాకర్షణ తరంగాన్ని పట్టుకోవడానికి మొదట ప్రయత్నించింది ఎవరు?

– గురుత్వాకర్షణ తరంగ ప్రయోగాన్ని మొదటిసారిగా యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మేరీల్యాండ్ (USA) నుండి జోసెఫ్ వెబర్ నిర్వహించారు. అతను గురుత్వాకర్షణ డిటెక్టర్‌ను సృష్టించాడు, అది ఇప్పుడు వాషింగ్టన్‌లోని స్మిత్సోనియన్ మ్యూజియంలో ఉంచబడింది. 1968-1972లో, జో వెబెర్ "యాదృచ్చిక సంఘటనల" కేసులను వేరు చేయడానికి ప్రయత్నించి, ప్రాదేశికంగా వేరు చేయబడిన ఒక జత డిటెక్టర్‌లపై వరుస పరిశీలనలను నిర్వహించారు. యాదృచ్చిక సాంకేతికత అణు భౌతికశాస్త్రం నుండి తీసుకోబడింది. వెబెర్ పొందిన గురుత్వాకర్షణ సంకేతాల యొక్క తక్కువ గణాంక ప్రాముఖ్యత ప్రయోగం యొక్క ఫలితాల పట్ల విమర్శనాత్మక వైఖరికి కారణమైంది: గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కనుగొనబడ్డాయనే విశ్వాసం లేదు. తదనంతరం, శాస్త్రవేత్తలు వెబర్-రకం డిటెక్టర్ల సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి ప్రయత్నించారు. ఖగోళ భౌతిక సూచనకు తగిన సున్నితత్వం ఉన్న డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి 45 సంవత్సరాలు పట్టింది.

ప్రయోగం ప్రారంభంలో, ఈ కాలంలో ప్రేరణలు నమోదు చేయబడటానికి ముందు అనేక ఇతర ప్రయోగాలు జరిగాయి, కానీ వాటి తీవ్రత చాలా తక్కువగా ఉంది.

– సిగ్నల్ ఫిక్సేషన్ వెంటనే ఎందుకు ప్రకటించలేదు?

- గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు సెప్టెంబర్ 2015లో నమోదు చేయబడ్డాయి. కానీ యాదృచ్ఛికంగా నమోదైనప్పటికీ, దానిని ప్రకటించే ముందు, అది ప్రమాదవశాత్తు కాదని నిరూపించాలి. ఏదైనా యాంటెన్నా నుండి తీసుకోబడిన సిగ్నల్ ఎల్లప్పుడూ శబ్దం విస్ఫోటనాలు (స్వల్పకాలిక పేలుళ్లు) కలిగి ఉంటుంది మరియు వాటిలో ఒకటి అనుకోకుండా మరొక యాంటెన్నాపై శబ్దం పేలుడుతో ఏకకాలంలో సంభవించవచ్చు. గణాంక అంచనాల సహాయంతో మాత్రమే యాదృచ్చికం ప్రమాదవశాత్తు కాదని నిరూపించడం సాధ్యమవుతుంది.

– గురుత్వాకర్షణ తరంగాల రంగంలో ఆవిష్కరణలు ఎందుకు చాలా ముఖ్యమైనవి?

– అవశేష గురుత్వాకర్షణ నేపథ్యాన్ని నమోదు చేయగల సామర్థ్యం మరియు సాంద్రత, ఉష్ణోగ్రత మొదలైన వాటి లక్షణాలను కొలవగల సామర్థ్యం విశ్వం యొక్క ప్రారంభాన్ని చేరుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఆకర్షణీయమైన విషయం ఏమిటంటే, గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్‌ను గుర్తించడం కష్టం ఎందుకంటే ఇది పదార్థంతో చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది. కానీ, ఇదే ఆస్తికి ధన్యవాదాలు, ఇది చాలా మర్మమైన, పదార్థం, లక్షణాల కోణం నుండి మనకు చాలా దూరంగా ఉన్న వస్తువుల నుండి శోషణ లేకుండా వెళుతుంది.

గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ వక్రీకరణ లేకుండా వెళుతుందని మేము చెప్పగలం. విశ్వం యొక్క సృష్టి సమయంలో సృష్టించబడిన బిగ్ బ్యాంగ్ థియరీలోని ఆదిమ పదార్థం నుండి వేరు చేయబడిన గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్‌ను అధ్యయనం చేయడం అత్యంత ప్రతిష్టాత్మక లక్ష్యం.

– గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణ క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని తోసిపుచ్చుతుందా?

గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం గురుత్వాకర్షణ పతనం ఉనికిని ఊహిస్తుంది, అనగా భారీ వస్తువులను ఒక బిందువుకు సంకోచించడం. అదే సమయంలో, కోపెన్‌హాగన్ స్కూల్ అభివృద్ధి చేసిన క్వాంటం సిద్ధాంతం, అనిశ్చితి సూత్రానికి ధన్యవాదాలు, శరీరం యొక్క కోఆర్డినేట్, వేగం మరియు మొమెంటం వంటి పారామితులను ఏకకాలంలో సూచించడం అసాధ్యం అని సూచిస్తుంది. ఇక్కడ ఒక అనిశ్చితి సూత్రం ఉంది, ఖచ్చితమైన పథాన్ని గుర్తించడం అసాధ్యం, ఎందుకంటే పథం ఒక సమన్వయం మరియు వేగం మొదలైనవి. ఈ లోపం యొక్క పరిమితుల్లో ఒక నిర్దిష్ట షరతులతో కూడిన విశ్వాస కారిడార్‌ను మాత్రమే గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది. అనిశ్చితి సూత్రాలతో. క్వాంటం థియరీ పాయింట్ ఆబ్జెక్ట్‌ల సంభావ్యతను నిర్ద్వంద్వంగా ఖండించింది, కానీ వాటిని గణాంకపరంగా సంభావ్య పద్ధతిలో వివరిస్తుంది: ఇది ప్రత్యేకంగా కోఆర్డినేట్‌లను సూచించదు, కానీ నిర్దిష్ట కోఆర్డినేట్‌లను కలిగి ఉన్న సంభావ్యతను సూచిస్తుంది.

క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని మరియు గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాన్ని ఏకీకృతం చేసే ప్రశ్న ఏకీకృత క్షేత్ర సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించే ప్రాథమిక ప్రశ్నలలో ఒకటి.

వారు ఇప్పుడు దానిపై పని చేస్తూనే ఉన్నారు మరియు "క్వాంటం గ్రావిటీ" అనే పదాలు సైన్స్ యొక్క పూర్తిగా అభివృద్ధి చెందిన ప్రాంతం, జ్ఞానం మరియు అజ్ఞానం యొక్క సరిహద్దు, ఇప్పుడు ప్రపంచంలోని సిద్ధాంతకర్తలందరూ పనిచేస్తున్నారు.

- ఆవిష్కరణ భవిష్యత్తులో ఏమి తీసుకురాగలదు?

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు అనివార్యంగా మన జ్ఞానం యొక్క భాగాలలో ఒకటిగా ఆధునిక విజ్ఞాన శాస్త్రానికి పునాది వేయాలి. అవి విశ్వం యొక్క పరిణామంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు ఈ తరంగాల సహాయంతో విశ్వాన్ని అధ్యయనం చేయాలి. ఆవిష్కరణ సైన్స్ మరియు సంస్కృతి యొక్క సాధారణ అభివృద్ధికి దోహదం చేస్తుంది.

మీరు నేటి సైన్స్ పరిధిని దాటి వెళ్లాలని నిర్ణయించుకుంటే, గురుత్వాకర్షణ టెలికమ్యూనికేషన్ లైన్లు, గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ ఉపయోగించి జెట్ పరికరాలు, గురుత్వాకర్షణ-వేవ్ ఇంట్రోస్కోపీ పరికరాలను ఊహించడం అనుమతించబడుతుంది.

– గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు ఎక్స్‌ట్రాసెన్సరీ పర్సెప్షన్ మరియు టెలిపతికి ఏమైనా సంబంధం ఉందా?

వారు చేయరు. వివరించిన ప్రభావాలు క్వాంటం ప్రపంచం యొక్క ప్రభావాలు, ఆప్టిక్స్ యొక్క ప్రభావాలు.

అన్నా ఉత్కినా ద్వారా ఇంటర్వ్యూ చేయబడింది

ఫిబ్రవరి 11, 2016

కొద్ది గంటల క్రితం, శాస్త్రీయ ప్రపంచంలో చాలా కాలంగా ఎదురుచూస్తున్న వార్త వచ్చింది. అంతర్జాతీయ LIGO సైంటిఫిక్ కోలాబరేషన్ ప్రాజెక్ట్‌లో భాగంగా పనిచేస్తున్న అనేక దేశాల శాస్త్రవేత్తల బృందం అనేక డిటెక్టర్ అబ్జర్వేటరీలను ఉపయోగించి ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించగలిగామని చెప్పారు.

యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని లూసియానా మరియు వాషింగ్టన్ రాష్ట్రాల్లో ఉన్న రెండు లేజర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్-వేవ్ అబ్జర్వేటరీల (లేజర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్-వేవ్ అబ్జర్వేటరీ - LIGO) నుండి వచ్చే డేటాను వారు విశ్లేషిస్తున్నారు.

LIGO ప్రాజెక్ట్ ప్రెస్ కాన్ఫరెన్స్‌లో చెప్పినట్లుగా, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు సెప్టెంబర్ 14, 2015న గుర్తించబడ్డాయి, మొదట ఒక అబ్జర్వేటరీలో, ఆపై 7 మిల్లీసెకన్ల తర్వాత మరొక వద్ద.

రష్యాతో సహా అనేక దేశాల శాస్త్రవేత్తలు నిర్వహించిన డేటా విశ్లేషణ ఆధారంగా, 29 మరియు 36 రెట్లు ద్రవ్యరాశి కలిగిన రెండు కాల రంధ్రాల ఢీకొనడం వల్ల గురుత్వాకర్షణ తరంగం ఏర్పడిందని కనుగొనబడింది. సూర్యుడు. ఆ తరువాత, అవి ఒక పెద్ద బ్లాక్ హోల్‌లో కలిసిపోయాయి.

ఇది 1.3 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం జరిగింది. మెగెల్లానిక్ క్లౌడ్ కాన్స్టెలేషన్ దిశ నుండి సిగ్నల్ భూమికి వచ్చింది.

సెర్గీ పోపోవ్ (మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ యొక్క స్టెర్న్‌బర్గ్ స్టేట్ ఆస్ట్రోనామికల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లోని ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్త) గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు అంటే ఏమిటి మరియు వాటిని కొలవడం ఎందుకు చాలా ముఖ్యం అని వివరించారు.

గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఆధునిక సిద్ధాంతాలు గురుత్వాకర్షణ యొక్క రేఖాగణిత సిద్ధాంతాలు, సాపేక్షత సిద్ధాంతం నుండి ఎక్కువ లేదా తక్కువ ప్రతిదీ. స్థలం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణాలు శరీరాలు లేదా కాంతి పుంజం వంటి వస్తువుల కదలికను ప్రభావితం చేస్తాయి. మరియు వైస్ వెర్సా - శక్తి పంపిణీ (ఇది అంతరిక్షంలో ద్రవ్యరాశికి సమానంగా ఉంటుంది) స్థలం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇది చాలా బాగుంది, ఎందుకంటే ఇది దృశ్యమానం చేయడం సులభం - బాక్స్‌లో కప్పబడిన ఈ మొత్తం సాగే విమానం కొంత భౌతిక అర్ధాన్ని కలిగి ఉంది, అయినప్పటికీ, ఇది అంత అక్షరార్థం కాదు.

భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు "మెట్రిక్" అనే పదాన్ని ఉపయోగిస్తారు. మెట్రిక్ అనేది స్థలం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణాలను వివరించే విషయం. మరియు ఇక్కడ మనకు త్వరణంతో కదిలే శరీరాలు ఉన్నాయి. సరళమైన విషయం ఏమిటంటే దోసకాయను తిప్పడం. ఇది ముఖ్యమైనది, ఉదాహరణకు, ఒక బంతి లేదా చదునైన డిస్క్ కాదు. అటువంటి దోసకాయ సాగే విమానంలో తిరుగుతున్నప్పుడు, దాని నుండి అలలు నడుస్తాయని ఊహించడం సులభం. మీరు ఎక్కడో నిలబడి ఉన్నారని ఊహించుకోండి, మరియు దోసకాయ ఒక చివర మీ వైపుకు మారుతుంది, తర్వాత మరొకటి. ఇది స్థలం మరియు సమయాన్ని వివిధ మార్గాల్లో ప్రభావితం చేస్తుంది, గురుత్వాకర్షణ తరంగం నడుస్తుంది.

కాబట్టి, గురుత్వాకర్షణ తరంగం అనేది స్పేస్-టైమ్ మెట్రిక్ వెంట నడుస్తున్న అల.

అంతరిక్షంలో పూసలు

గురుత్వాకర్షణ ఎలా పనిచేస్తుందనే దానిపై మన ప్రాథమిక అవగాహనకు ఇది ప్రాథమిక ఆస్తి, మరియు ప్రజలు దీనిని వంద సంవత్సరాలుగా పరీక్షించాలనుకుంటున్నారు. ప్రయోగశాలలో ప్రభావం ఉండేలా చూడాలన్నారు. ఇది మూడు దశాబ్దాల క్రితం ప్రకృతిలో కనిపించింది. రోజువారీ జీవితంలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు ఎలా వ్యక్తమవుతాయి?

దీన్ని వివరించడానికి సులభమైన మార్గం ఇది: మీరు పూసలను ఒక వృత్తంలో పడుకునేలా అంతరిక్షంలోకి విసిరితే, మరియు గురుత్వాకర్షణ తరంగం వారి విమానానికి లంబంగా వెళ్ళినప్పుడు, అవి దీర్ఘవృత్తాకారంగా మారడం ప్రారంభిస్తాయి, మొదట ఒక దిశలో కుదించబడతాయి, ఆపై ఇతర లో. పాయింట్ ఏమిటంటే, వారి చుట్టూ ఉన్న స్థలం చెదిరిపోతుంది మరియు వారు దానిని అనుభవిస్తారు.

భూమిపై "G"

ప్రజలు ఇలాంటివి చేస్తారు, అంతరిక్షంలో మాత్రమే కాదు, భూమిపై.

ఒకదానికొకటి నాలుగు కిలోమీటర్ల దూరంలో, అద్దాలు "g" అక్షరం ఆకారంలో వేలాడుతున్నాయి [అమెరికన్ LIGO అబ్జర్వేటరీలను సూచిస్తాయి].

లేజర్ కిరణాలు నడుస్తున్నాయి - ఇది ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్, బాగా అర్థం చేసుకున్న విషయం. ఆధునిక సాంకేతికతలు అద్భుతంగా చిన్న ప్రభావాలను కొలవడం సాధ్యం చేస్తాయి. ఇది ఇప్పటికీ నేను నమ్మను, నేను నమ్ముతున్నాను, కానీ నా తల చుట్టూ చుట్టుకోలేను - ఒకదానికొకటి నాలుగు కిలోమీటర్ల దూరంలో వేలాడుతున్న అద్దాల స్థానభ్రంశం అణు కేంద్రకం కంటే తక్కువ. . ఈ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంతో పోలిస్తే ఇది చిన్నది. ఇది క్యాచ్: గురుత్వాకర్షణ అనేది బలహీనమైన పరస్పర చర్య, అందువల్ల స్థానభ్రంశం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

దీనికి చాలా సమయం పట్టింది, 1970ల నుండి ప్రజలు దీన్ని చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు, వారు గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం తమ జీవితాలను గడిపారు. మరియు ఇప్పుడు సాంకేతిక సామర్థ్యాలు మాత్రమే ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాన్ని నమోదు చేయడం సాధ్యపడతాయి, అంటే, అది ఇక్కడకు వచ్చింది మరియు అద్దాలు మారాయి.

దిశ

ఒక సంవత్సరంలో, ప్రతిదీ సరిగ్గా జరిగితే, ప్రపంచంలో ఇప్పటికే మూడు డిటెక్టర్లు పనిచేస్తాయి. మూడు డిటెక్టర్లు చాలా ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే సిగ్నల్ యొక్క దిశను నిర్ణయించడంలో ఈ విషయాలు చాలా చెడ్డవి. చెవి ద్వారా మూలం యొక్క దిశను నిర్ణయించడంలో మనం చెడుగా ఉన్న విధంగానే. “కుడివైపు ఎక్కడి నుంచో శబ్దం” - ​​ఈ డిటెక్టర్లు ఇలాంటివి అనుభూతి చెందుతాయి. కానీ ముగ్గురు వ్యక్తులు ఒకరికొకరు దూరంలో నిలబడి, ఒకరు కుడి వైపు నుండి, మరొకరు ఎడమ నుండి మరియు మూడవవారు వెనుక నుండి శబ్దం వింటుంటే, మేము ధ్వని దిశను చాలా ఖచ్చితంగా గుర్తించగలము. ఎక్కువ డిటెక్టర్లు ఉన్నాయి, అవి ప్రపంచవ్యాప్తంగా చెల్లాచెదురుగా ఉన్నాయి, మేము మూలం యొక్క దిశను మరింత ఖచ్చితంగా గుర్తించగలుగుతాము, ఆపై ఖగోళశాస్త్రం ప్రారంభమవుతుంది.

అన్నింటికంటే, అంతిమ లక్ష్యం సాపేక్షత యొక్క సాధారణ సిద్ధాంతాన్ని నిర్ధారించడం మాత్రమే కాదు, కొత్త ఖగోళ జ్ఞానాన్ని పొందడం కూడా. పది సౌర ద్రవ్యరాశి బరువున్న బ్లాక్ హోల్ ఉందని ఊహించుకోండి. మరియు అది పది సౌర ద్రవ్యరాశి బరువున్న మరో బ్లాక్ హోల్‌తో ఢీకొంటుంది. కాంతి వేగంతో ఘర్షణ జరుగుతుంది. శక్తి పురోగతి. ఇది నిజం. దానిలో అద్భుతమైన మొత్తం ఉంది. మరియు మార్గం లేదు ... ఇది స్థలం మరియు సమయం యొక్క అలలు మాత్రమే. రెండు బ్లాక్ హోల్స్ విలీనాన్ని గుర్తించడం చాలా కాలం పాటు బ్లాక్ హోల్స్ అని మనం భావిస్తున్న బ్లాక్ హోల్స్ కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ అని చెప్పడానికి బలమైన సాక్ష్యం అని నేను చెబుతాను.

అది బహిర్గతం చేయగల సమస్యలు మరియు దృగ్విషయాల ద్వారా వెళ్దాం.

బ్లాక్ హోల్స్ నిజంగా ఉన్నాయా?

LIGO ప్రకటన నుండి ఊహించిన సిగ్నల్ రెండు విలీన బ్లాక్ హోల్స్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడి ఉండవచ్చు. ఇటువంటి సంఘటనలు తెలిసిన అత్యంత శక్తివంతమైనవి; వాటి ద్వారా వెలువడే గురుత్వాకర్షణ తరంగాల బలం పరిశీలించదగిన విశ్వంలోని అన్ని నక్షత్రాలను క్లుప్తంగా ప్రకాశిస్తుంది. కాల రంధ్రాలను విలీనం చేయడం కూడా వాటి స్వచ్ఛమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగాల నుండి అర్థం చేసుకోవడం చాలా సులభం.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల రూపంలో శక్తిని ప్రసరింపజేస్తూ, రెండు కాల రంధ్రాలు ఒకదానికొకటి సర్పిలాడుతున్నప్పుడు బ్లాక్ హోల్ విలీనం జరుగుతుంది. ఈ తరంగాలు ఈ రెండు వస్తువుల ద్రవ్యరాశిని కొలవడానికి ఉపయోగించే లక్షణమైన ధ్వని (చిర్ప్) కలిగి ఉంటాయి. దీని తరువాత, బ్లాక్ హోల్స్ సాధారణంగా విలీనం అవుతాయి.

“రెండు సబ్బు బుడగలు చాలా దగ్గరగా వచ్చినట్లు ఊహించుకోండి, అవి ఒక బుడగను ఏర్పరుస్తాయి. పెద్ద బబుల్ వైకల్యంతో ఉంది" అని ప్యారిస్ సమీపంలోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అడ్వాన్స్‌డ్ సైంటిఫిక్ రీసెర్చ్‌లో గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతకర్త టైబాల్ట్ డామర్ చెప్పారు. చివరి కాల రంధ్రం ఖచ్చితంగా గోళాకారంగా ఉంటుంది, అయితే ముందుగా ఊహించదగిన రకాల గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను విడుదల చేయాలి.

కాల రంధ్ర విలీనాన్ని గుర్తించడంలో అత్యంత ముఖ్యమైన శాస్త్రీయ పరిణామాలలో ఒకటి బ్లాక్ హోల్స్ ఉనికిని నిర్ధారించడం - సాధారణ సాపేక్షత అంచనా ప్రకారం స్వచ్ఛమైన, ఖాళీ, వక్ర స్థల-సమయాన్ని కలిగి ఉన్న కనీసం సంపూర్ణ గుండ్రని వస్తువులు. మరో పరిణామం ఏమిటంటే, శాస్త్రవేత్తలు ఊహించినట్లుగా విలీనం కొనసాగుతోంది. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఈ దృగ్విషయానికి చాలా పరోక్ష సాక్ష్యాలను కలిగి ఉన్నారు, అయితే ఇప్పటివరకు ఇవి కాల రంధ్రాల కక్ష్యలో నక్షత్రాలు మరియు సూపర్ హీటెడ్ వాయువు యొక్క పరిశీలనలు, మరియు కాల రంధ్రాలు కాదు.

"నాతో సహా శాస్త్రీయ సమాజం కాల రంధ్రాలను ఇష్టపడదు. న్యూజెర్సీలోని ప్రిన్స్‌టన్ విశ్వవిద్యాలయంలో సాధారణ సాపేక్షత అనుకరణ నిపుణుడు ఫ్రాన్స్ ప్రిటోరియస్ చెప్పారు. "కానీ ఈ అంచనా ఎంత అద్భుతంగా ఉందో మనం ఆలోచించినప్పుడు, మనకు నిజంగా అద్భుతమైన రుజువు అవసరం."

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తాయా?

శాస్త్రవేత్తలు ఇతర టెలిస్కోప్‌ల నుండి LIGO పరిశీలనలను పోల్చడం ప్రారంభించినప్పుడు, సిగ్నల్ అదే సమయంలో వచ్చిందా అని వారు మొదట తనిఖీ చేస్తారు. ఫోటాన్ల గురుత్వాకర్షణ అనలాగ్ అయిన గ్రావిటాన్ కణాల ద్వారా గురుత్వాకర్షణ ప్రసారం అవుతుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతారు. ఫోటాన్‌ల వలె, ఈ కణాలకు ద్రవ్యరాశి లేనట్లయితే, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి, సాంప్రదాయ సాపేక్షతలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాల వేగం యొక్క అంచనాకు సరిపోతాయి. (విశ్వం యొక్క వేగవంతమైన విస్తరణ ద్వారా వాటి వేగం ప్రభావితం కావచ్చు, కానీ ఇది LIGO ద్వారా కవర్ చేయబడిన వాటి కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ దూరం వద్ద స్పష్టంగా ఉండాలి).

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కాంతి కంటే తక్కువ వేగంతో కదులుతాయని అర్థం, గ్రావిటాన్లు చిన్న ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండటం చాలా సాధ్యమే. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, LIGO మరియు కన్య గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించి, కాస్మిక్ ఈవెంట్-సంబంధిత గామా కిరణాల తర్వాత తరంగాలు భూమిపైకి వచ్చాయని కనుగొంటే, ఇది ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రానికి జీవితాన్ని మార్చే పరిణామాలను కలిగిస్తుంది.

అంతరిక్ష-సమయం విశ్వ తీగలతో నిర్మితమా?

"కాస్మిక్ స్ట్రింగ్స్" నుండి ఉద్భవిస్తున్న గురుత్వాకర్షణ తరంగాల పేలుళ్లు కనుగొనబడితే మరింత వింతైన ఆవిష్కరణ సంభవించవచ్చు. స్పేస్‌టైమ్ యొక్క వక్రతలోని ఈ ఊహాజనిత లోపాలు, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతాలకు సంబంధించినవి కాకపోవచ్చు, అవి అనంతంగా సన్నగా ఉండాలి, కానీ విశ్వ దూరాలకు విస్తరించి ఉంటాయి. కాస్మిక్ స్ట్రింగ్స్ ఉనికిలో ఉంటే, అనుకోకుండా వంగిపోవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు; స్ట్రింగ్ వంగి ఉంటే, అది LIGO లేదా కన్య వంటి డిటెక్టర్లు కొలవగలిగే గురుత్వాకర్షణ పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది.

న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ముద్దగా ఉండవచ్చా?

న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు పెద్ద నక్షత్రాల అవశేషాలు, అవి వాటి స్వంత బరువుతో కూలిపోయాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు న్యూట్రాన్‌లుగా కలిసిపోవడం ప్రారంభించాయి. న్యూట్రాన్ రంధ్రాల భౌతిక శాస్త్రం గురించి శాస్త్రవేత్తలకు చాలా తక్కువ అవగాహన ఉంది, కానీ గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు వాటి గురించి మనకు చాలా చెప్పగలవు. ఉదాహరణకు, వాటి ఉపరితలంపై ఉన్న తీవ్రమైన గురుత్వాకర్షణ న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు దాదాపు సంపూర్ణ గోళాకారంగా మారడానికి కారణమవుతుంది. కానీ కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు "పర్వతాలు" కూడా ఉండవచ్చని సూచించారు - కొన్ని మిల్లీమీటర్ల ఎత్తు - ఈ దట్టమైన వస్తువులను, 10 కిలోమీటర్ల కంటే ఎక్కువ వ్యాసం లేనివి, కొద్దిగా అసమానంగా ఉంటాయి. న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు సాధారణంగా చాలా త్వరగా తిరుగుతాయి, కాబట్టి ద్రవ్యరాశి యొక్క అసమాన పంపిణీ స్పేస్‌టైమ్‌ను వార్ప్ చేస్తుంది మరియు సైన్ వేవ్ ఆకారంలో స్థిరమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగ సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, నక్షత్రం యొక్క భ్రమణాన్ని నెమ్మదిస్తుంది మరియు శక్తిని విడుదల చేస్తుంది.

ఒకదానికొకటి కక్ష్యలో ఉండే న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల జతలు కూడా స్థిరమైన సంకేతాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. బ్లాక్ హోల్స్ లాగా, ఈ నక్షత్రాలు మురిగా కదులుతాయి మరియు చివరికి ఒక లక్షణ ధ్వనితో కలిసిపోతాయి. కానీ దాని విశిష్టత బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క ధ్వని యొక్క నిర్దిష్టతకు భిన్నంగా ఉంటుంది.

నక్షత్రాలు ఎందుకు పేలిపోతాయి?

భారీ నక్షత్రాలు ప్రకాశించడం ఆగి తమలో తాము కూలిపోయినప్పుడు బ్లాక్ హోల్స్ మరియు న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఏర్పడతాయి. ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రక్రియ అన్ని సాధారణ రకాలైన టైప్ II సూపర్నోవా పేలుళ్లకు లోబడి ఉంటుందని భావిస్తున్నారు. అటువంటి సూపర్నోవాల అనుకరణలు వాటిని మండేలా చేసేవి ఏమిటో ఇంకా వెల్లడించలేదు, కానీ నిజమైన సూపర్నోవా ద్వారా విడుదలయ్యే గురుత్వాకర్షణ తరంగాల పేలుళ్లను వినడం సమాధానాన్ని అందిస్తుంది. పేలుడు తరంగాలు ఎలా కనిపిస్తాయి, అవి ఎంత బిగ్గరగా ఉంటాయి, అవి ఎంత తరచుగా సంభవిస్తాయి మరియు విద్యుదయస్కాంత టెలిస్కోప్‌ల ద్వారా ట్రాక్ చేయబడిన సూపర్నోవాతో అవి ఎలా పరస్పర సంబంధం కలిగి ఉంటాయి అనే దానిపై ఆధారపడి, ఈ డేటా ఇప్పటికే ఉన్న మోడల్‌ల సమూహాన్ని తోసిపుచ్చడానికి సహాయపడుతుంది.

విశ్వం ఎంత వేగంగా విస్తరిస్తోంది?

విశ్వం యొక్క విస్తరణ అంటే మన గెలాక్సీ నుండి దూరంగా వెళ్ళే సుదూర వస్తువులు నిజంగా ఉన్నదానికంటే ఎర్రగా కనిపిస్తాయి ఎందుకంటే అవి కదులుతున్నప్పుడు అవి విడుదల చేసే కాంతి విస్తరించబడుతుంది. విశ్వోద్భవ శాస్త్రవేత్తలు గెలాక్సీల రెడ్‌షిఫ్ట్‌ను అవి మనకు ఎంత దూరంలో ఉన్నాయో పోల్చడం ద్వారా విశ్వం యొక్క విస్తరణ రేటును అంచనా వేస్తారు. కానీ ఈ దూరం సాధారణంగా టైప్ Ia సూపర్నోవా యొక్క ప్రకాశం నుండి అంచనా వేయబడుతుంది మరియు ఈ సాంకేతికత చాలా అనిశ్చితులను వదిలివేస్తుంది.

ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న అనేక గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్లు ఒకే న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల విలీనం నుండి సంకేతాలను గుర్తిస్తే, అవి కలిసి సిగ్నల్ వాల్యూమ్‌ను ఖచ్చితంగా అంచనా వేయగలవు మరియు అందువల్ల విలీనం జరిగిన దూరాన్ని ఖచ్చితంగా అంచనా వేయవచ్చు. వారు దిశను కూడా అంచనా వేయగలరు మరియు దానితో ఈవెంట్ సంభవించిన గెలాక్సీని గుర్తించగలరు. ఈ గెలాక్సీ యొక్క రెడ్‌షిఫ్ట్‌ను విలీన నక్షత్రాలకు దూరంతో పోల్చడం ద్వారా, విశ్వవ్యాప్త విస్తరణ యొక్క స్వతంత్ర రేటును పొందడం సాధ్యమవుతుంది, బహుశా ప్రస్తుత పద్ధతుల కంటే మరింత ఖచ్చితమైనది.

మూలాలు

http://www.bbc.com/russian/science/2016/02/160211_gravitational_waves

http://cont.ws/post/199519

ఇక్కడ మేము ఏదో ఒకవిధంగా కనుగొన్నాము, కానీ ఏమిటి మరియు. అది ఎలా ఉందో చూడండి అసలు వ్యాసం వెబ్‌సైట్‌లో ఉంది InfoGlaz.rfఈ కాపీని రూపొందించిన కథనానికి లింక్ -

మీ చేతిని వేవ్ చేయండి మరియు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు విశ్వం అంతటా నడుస్తాయి.
S. పోపోవ్, M. ప్రోఖోరోవ్. ఫాంటమ్ వేవ్స్ ఆఫ్ ది యూనివర్స్

దశాబ్దాలుగా ఎదురుచూస్తున్న ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక సంఘటన జరిగింది. అర్ధ శతాబ్దపు అన్వేషణ తర్వాత, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు, వంద సంవత్సరాల క్రితం ఐన్‌స్టీన్ అంచనా వేసిన స్పేస్-టైమ్ యొక్క కంపనాలు చివరకు కనుగొనబడ్డాయి. సెప్టెంబరు 14, 2015న, అప్‌గ్రేడ్ చేయబడిన LIGO అబ్జర్వేటరీ సుమారు 1.3 బిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న సుదూర గెలాక్సీలో 29 మరియు 36 సౌర ద్రవ్యరాశి ద్రవ్యరాశితో రెండు కాల రంధ్రాల విలీనం ద్వారా ఏర్పడిన గురుత్వాకర్షణ తరంగాన్ని గుర్తించింది. గురుత్వాకర్షణ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రం భౌతికశాస్త్రంలో పూర్తిస్థాయి శాఖగా మారింది; ఇది విశ్వాన్ని పరిశీలించడానికి మనకు ఒక కొత్త మార్గాన్ని తెరిచింది మరియు బలమైన గురుత్వాకర్షణ యొక్క మునుపు యాక్సెస్ చేయలేని ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు

మీరు వివిధ గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతాలతో రావచ్చు. న్యూటన్ యొక్క సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ సూత్రం యొక్క ఒకే ఒక్క అభివ్యక్తికి మనల్ని మనం పరిమితం చేసుకున్నంత కాలం, అవన్నీ మన ప్రపంచాన్ని సమానంగా వివరిస్తాయి. కానీ సౌర వ్యవస్థ యొక్క స్థాయిలో ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించబడిన ఇతర, మరింత సూక్ష్మమైన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలు ఉన్నాయి మరియు అవి ఒక నిర్దిష్ట సిద్ధాంతాన్ని సూచిస్తాయి: సాధారణ సాపేక్షత (GR).

సాధారణ సాపేక్షత అనేది సూత్రాల సమితి మాత్రమే కాదు, ఇది గురుత్వాకర్షణ సారాంశం యొక్క ప్రాథమిక దృక్పథం. సాధారణ భౌతిక శాస్త్రంలో స్థలం కేవలం నేపథ్యంగా, భౌతిక దృగ్విషయాల కోసం ఒక కంటైనర్‌గా పనిచేస్తే, GTR లో అది ఒక దృగ్విషయంగా మారుతుంది, GTR చట్టాలకు అనుగుణంగా మారే డైనమిక్ పరిమాణం. ఇది ఒక మృదువైన నేపథ్యానికి సంబంధించి స్పేస్-టైమ్ యొక్క ఈ వక్రీకరణలు - లేదా, జ్యామితి భాషలో, స్పేస్-టైమ్ మెట్రిక్ యొక్క వక్రీకరణలు - గురుత్వాకర్షణగా భావించబడతాయి. సంక్షిప్తంగా, సాధారణ సాపేక్షత గురుత్వాకర్షణ యొక్క రేఖాగణిత మూలాన్ని వెల్లడిస్తుంది.

సాధారణ సాపేక్షత కీలకమైన అంచనాను కలిగి ఉంది: గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు. ఇవి స్పేస్-టైమ్ యొక్క వక్రీకరణలు, ఇవి "మూలం నుండి విడిపోవడానికి" మరియు స్వయం-స్థిరమైన, దూరంగా ఎగిరిపోయే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఇది స్వతహాగా గురుత్వాకర్షణ, ఎవరిది కాదు, దాని స్వంతం. ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ చివరకు 1915లో సాధారణ సాపేక్షతను రూపొందించాడు మరియు అతను ఉత్పన్నమైన సమీకరణాలు అటువంటి తరంగాల ఉనికిని అనుమతించాయని దాదాపు వెంటనే గ్రహించాడు.

ఏదైనా నిజాయితీ సిద్ధాంతం వలె, సాధారణ సాపేక్షత యొక్క స్పష్టమైన అంచనా తప్పనిసరిగా ప్రయోగాత్మకంగా ధృవీకరించబడాలి. ఏదైనా కదిలే శరీరం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను విడుదల చేయగలదు: గ్రహాలు, పైకి విసిరిన రాయి లేదా చేతి తరంగం. అయితే సమస్య ఏమిటంటే, గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్య చాలా బలహీనంగా ఉంది, సాధారణ "ఉద్గారకాలు" నుండి గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉద్గారాలను ఏ ప్రయోగాత్మక సెటప్ గుర్తించలేదు.

శక్తివంతమైన తరంగాన్ని "వెంబడించడానికి", మీరు స్పేస్-టైమ్‌ను బాగా వక్రీకరించాలి. ఆదర్శ ఎంపిక రెండు కాల రంధ్రాలు వాటి గురుత్వాకర్షణ వ్యాసార్థం (Fig. 2) క్రమానికి దూరంలో ఒక దగ్గరి నృత్యంలో ఒకదానికొకటి తిరుగుతూ ఉంటాయి. మెట్రిక్ యొక్క వక్రీకరణలు చాలా బలంగా ఉంటాయి, ఈ జంట శక్తిలో గుర్తించదగిన భాగం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలుగా విడుదల చేయబడుతుంది. శక్తిని కోల్పోయి, ఈ జంట ఒకదానికొకటి దగ్గరగా కదులుతుంది, వేగంగా మరియు వేగంగా తిరుగుతుంది, మెట్రిక్‌ను మరింత ఎక్కువగా వక్రీకరిస్తుంది మరియు మరింత బలమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది - చివరకు, ఈ జంట యొక్క మొత్తం గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం యొక్క సమూల పునర్నిర్మాణం జరిగే వరకు మరియు రెండు కాల రంధ్రాలు కలిసిపోతాయి. ఒకటి.

అటువంటి కాల రంధ్రాల విలీనం విపరీతమైన శక్తి యొక్క విస్ఫోటనం, కానీ ఈ విడుదలయ్యే శక్తి అంతా కాంతిలోకి కాదు, కణాలలోకి కాదు, అంతరిక్ష ప్రకంపనలలోకి వెళుతుంది. విడుదలయ్యే శక్తి కాల రంధ్రాల ప్రారంభ ద్రవ్యరాశిలో గుర్తించదగిన భాగాన్ని చేస్తుంది మరియు ఈ రేడియేషన్ సెకనులో కొంత భాగానికి స్ప్లాష్ అవుతుంది. న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల విలీనాల ద్వారా ఇలాంటి డోలనాలు ఉత్పన్నమవుతాయి. శక్తి యొక్క కొద్దిగా బలహీనమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగ విడుదల కూడా సూపర్నోవా కోర్ పతనం వంటి ఇతర ప్రక్రియలతో పాటుగా ఉంటుంది.

రెండు కాంపాక్ట్ వస్తువుల విలీనం నుండి గురుత్వాకర్షణ తరంగం చాలా నిర్దిష్టమైన, బాగా గణించబడిన ప్రొఫైల్‌ను కలిగి ఉంది, ఇది అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3. డోలనం యొక్క కాలం ఒకదానికొకటి చుట్టూ ఉన్న రెండు వస్తువుల కక్ష్య కదలిక ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు శక్తిని తీసుకువెళతాయి; ఫలితంగా, వస్తువులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా వస్తాయి మరియు వేగంగా తిరుగుతాయి - మరియు ఇది డోలనాల త్వరణం మరియు వ్యాప్తి పెరుగుదల రెండింటిలోనూ కనిపిస్తుంది. ఏదో ఒక సమయంలో, ఒక విలీనం జరుగుతుంది, చివరి బలమైన తరంగం విడుదల చేయబడుతుంది, ఆపై అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ “ఆఫ్టర్-రింగ్” అనుసరిస్తుంది ( రింగ్డౌన్) - ఫలితంగా ఏర్పడే కాల రంధ్రం యొక్క వణుకు, ఇది అన్ని గోళాకార రహిత వక్రీకరణలను "విస్మరిస్తుంది" (ఈ దశ చిత్రంలో చూపబడలేదు). ఈ లక్షణ ప్రొఫైల్‌ను తెలుసుకోవడం భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అధిక ధ్వనించే డిటెక్టర్ డేటాలో అటువంటి విలీనం నుండి బలహీనమైన సిగ్నల్ కోసం వెతకడానికి సహాయపడుతుంది.

స్పేస్-టైమ్ మెట్రిక్‌లో హెచ్చుతగ్గులు - భారీ విస్ఫోటనం యొక్క గురుత్వాకర్షణ తరంగ ప్రతిధ్వని - మూలం నుండి అన్ని దిశలలో విశ్వం అంతటా చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. పాయింట్ సోర్స్ యొక్క ప్రకాశం దాని నుండి దూరంతో ఎలా తగ్గుతుందో అదే విధంగా వాటి వ్యాప్తి దూరంతో బలహీనపడుతుంది. సుదూర గెలాక్సీ నుండి పేలుడు భూమిని చేరుకున్నప్పుడు, మెట్రిక్ హెచ్చుతగ్గులు 10 -22 లేదా అంతకంటే తక్కువ క్రమంలో ఉంటాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, భౌతికంగా పరస్పర సంబంధం లేని వస్తువుల మధ్య దూరం క్రమానుగతంగా అటువంటి సాపేక్ష మొత్తంలో పెరుగుతుంది మరియు తగ్గుతుంది.

ఈ సంఖ్య యొక్క పరిమాణం యొక్క క్రమాన్ని స్కేల్ పరిశీలనల నుండి పొందడం సులభం (V. M. లిపునోవ్ కథనాన్ని చూడండి). న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు లేదా నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి యొక్క కాల రంధ్రాల విలీనం సమయంలో, వాటి ప్రక్కన ఉన్న మెట్రిక్ యొక్క వక్రీకరణలు చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి - 0.1 క్రమంలో, అందుకే గురుత్వాకర్షణ బలంగా ఉంటుంది. అటువంటి తీవ్రమైన వక్రీకరణ ఈ వస్తువుల పరిమాణం యొక్క క్రమంలో ఒక ప్రాంతాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, అంటే, అనేక కిలోమీటర్లు. మీరు మూలం నుండి దూరంగా వెళ్ళినప్పుడు, డోలనం యొక్క వ్యాప్తి దూరానికి విలోమ నిష్పత్తిలో తగ్గుతుంది. దీనర్థం 100 Mpc = 3·10 21 కి.మీ దూరంలో డోలనాల వ్యాప్తి 21 ఆర్డర్‌ల మాగ్నిట్యూడ్ తగ్గుతుంది మరియు దాదాపు 10 −22 అవుతుంది.

వాస్తవానికి, మన ఇంటి గెలాక్సీలో విలీనం జరిగితే, భూమిని చేరే అంతరిక్ష-సమయం యొక్క ప్రకంపనలు చాలా బలంగా ఉంటాయి. కానీ ఇలాంటి సంఘటనలు కొన్ని వేల సంవత్సరాలకు ఒకసారి జరుగుతాయి. అందువల్ల, మీరు నిజంగా న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు లేదా కాల రంధ్రాల విలీనాన్ని పదుల నుండి వందల మెగాపార్సెక్‌ల దూరంలో ఉన్న డిటెక్టర్‌పై మాత్రమే లెక్కించాలి, అంటే ఇది అనేక వేల మరియు మిలియన్ల గెలాక్సీలను కవర్ చేస్తుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికికి సంబంధించిన పరోక్ష సూచన ఇప్పటికే కనుగొనబడిందని మరియు దీనికి 1993లో భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతి కూడా లభించిందని ఇక్కడ జోడించాలి. బైనరీ సిస్టమ్ PSR B1913+16లో పల్సర్ యొక్క దీర్ఘ-కాల పరిశీలనలు, గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ కారణంగా శక్తి నష్టాలను పరిగణనలోకి తీసుకుని, సాధారణ సాపేక్షత అంచనా వేసిన అదే రేటుతో కక్ష్య వ్యవధి తగ్గుతుందని తేలింది. ఈ కారణంగా, దాదాపు శాస్త్రవేత్తలు ఎవరూ గురుత్వాకర్షణ తరంగాల వాస్తవికతను అనుమానించరు; వారిని ఎలా పట్టుకోవాలనేది ఒక్కటే ప్రశ్న.

శోధన చరిత్ర

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం అన్వేషణ దాదాపు అర్ధ శతాబ్దం క్రితం ప్రారంభమైంది - మరియు దాదాపు వెంటనే సంచలనంగా మారింది. యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మేరీల్యాండ్‌కు చెందిన జోసెఫ్ వెబర్ మొదటి రెసొనెంట్ డిటెక్టర్‌ను రూపొందించారు: పక్కల సున్నితమైన పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌లతో కూడిన ఘనమైన రెండు మీటర్ల అల్యూమినియం సిలిండర్ మరియు అదనపు వైబ్రేషన్‌ల నుండి మంచి వైబ్రేషన్ ఐసోలేషన్ (Fig. 4). గురుత్వాకర్షణ తరంగం దాటినప్పుడు, సిలిండర్ స్థల-సమయం యొక్క వక్రీకరణలతో సమయానికి ప్రతిధ్వనిస్తుంది, ఇది సెన్సార్లు నమోదు చేయాలి. వెబెర్ అటువంటి అనేక డిటెక్టర్‌లను నిర్మించాడు మరియు 1969లో, ఒక సెషన్‌లో వాటి రీడింగ్‌లను విశ్లేషించిన తర్వాత, అతను రెండు కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న అనేక డిటెక్టర్‌లలో ఒకేసారి "గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ధ్వని"ని నమోదు చేసినట్లు నేరుగా నివేదించాడు (J. వెబర్, 1969 గురుత్వాకర్షణ రేడియేషన్ యొక్క ఆవిష్కరణకు సాక్ష్యం). అతను ప్రకటించిన డోలనాల వ్యాప్తి 10 −16 క్రమంలో చాలా పెద్దదిగా మారింది, అంటే సాధారణ అంచనా విలువ కంటే మిలియన్ రెట్లు ఎక్కువ. వెబెర్ యొక్క సందేశాన్ని శాస్త్రీయ సమాజం గొప్ప సంశయవాదంతో ఎదుర్కొంది; అంతేకాకుండా, ఇతర ప్రయోగాత్మక సమూహాలు, సారూప్య డిటెక్టర్లతో ఆయుధాలు కలిగి ఉన్నాయి, తరువాత ఒకే విధమైన సిగ్నల్‌ను పట్టుకోలేకపోయాయి.

ఏది ఏమైనప్పటికీ, వెబెర్ యొక్క ప్రయత్నాలు ఈ మొత్తం పరిశోధనా రంగానికి ప్రేరణనిచ్చాయి మరియు తరంగాల కోసం వేటను ప్రారంభించాయి. 1970ల నుండి, మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ నుండి వ్లాదిమిర్ బ్రాగిన్స్కీ మరియు అతని సహచరుల ప్రయత్నాల ద్వారా, USSR కూడా ఈ రేసులోకి ప్రవేశించింది (గురుత్వాకర్షణ తరంగ సంకేతాలు లేకపోవడాన్ని చూడండి). ఒక అమ్మాయి బోరులో పడితే... అనే వ్యాసంలో ఆ కాలాల గురించి ఆసక్తికరమైన కథ ఉంది. బ్రాగిన్స్కీ, మార్గం ద్వారా, క్వాంటం ఆప్టికల్ కొలతల యొక్క మొత్తం సిద్ధాంతం యొక్క క్లాసిక్‌లలో ఒకటి; అతను ప్రామాణిక క్వాంటం కొలత పరిమితి - ఆప్టికల్ కొలతలలో కీలక పరిమితి - అనే భావనతో వచ్చిన మొదటి వ్యక్తి మరియు సూత్రప్రాయంగా వాటిని ఎలా అధిగమించవచ్చో చూపించాడు. వెబెర్ యొక్క ప్రతిధ్వని సర్క్యూట్ మెరుగుపరచబడింది మరియు సంస్థాపన యొక్క లోతైన శీతలీకరణకు ధన్యవాదాలు, శబ్దం నాటకీయంగా తగ్గింది (ఈ ప్రాజెక్ట్‌ల జాబితా మరియు చరిత్రను చూడండి). అయినప్పటికీ, అటువంటి ఆల్-మెటల్ డిటెక్టర్‌ల యొక్క ఖచ్చితత్వం ఆశించిన సంఘటనలను విశ్వసనీయంగా గుర్తించడానికి ఇప్పటికీ సరిపోలేదు, అంతేకాకుండా, కిలోహెర్ట్జ్ చుట్టూ చాలా ఇరుకైన ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో మాత్రమే ప్రతిధ్వనించేలా ట్యూన్ చేయబడ్డాయి.

ఒకటి కంటే ఎక్కువ ప్రతిధ్వనించే వస్తువులను ఉపయోగించే డిటెక్టర్లు చాలా ఆశాజనకంగా అనిపించాయి, అయితే రెండు సంబంధం లేని, స్వతంత్రంగా సస్పెండ్ చేయబడిన రెండు శరీరాల మధ్య దూరాన్ని ట్రాక్ చేయండి, ఉదాహరణకు, రెండు అద్దాలు. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల వల్ల ఖాళీ ప్రకంపనల కారణంగా, అద్దాల మధ్య దూరం కొంచెం పెద్దదిగా లేదా కొద్దిగా తక్కువగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, చేయి పొడవు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఇచ్చిన వ్యాప్తి యొక్క గురుత్వాకర్షణ తరంగాల వల్ల ఎక్కువ సంపూర్ణ స్థానభ్రంశం ఏర్పడుతుంది. ఈ కంపనాలు అద్దాల మధ్య నడిచే లేజర్ పుంజం ద్వారా అనుభూతి చెందుతాయి. ఇటువంటి పథకం 10 హెర్ట్జ్ నుండి 10 కిలోహెర్ట్జ్ వరకు విస్తృత పౌనఃపున్యం పరిధిలో డోలనాలను గుర్తించగలదు మరియు న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు లేదా నక్షత్ర-ద్రవ్యరాశి కాల రంధ్రాలను కలపడం ద్వారా విడుదలయ్యే పరిధి ఇదే.

మిచెల్సన్ ఇంటర్ఫెరోమీటర్ ఆధారంగా ఈ ఆలోచన యొక్క ఆధునిక అమలు ఇలా కనిపిస్తుంది (Fig. 5). అద్దాలు ఒకదానికొకటి వాక్యూమ్ ఛాంబర్‌లకు లంబంగా రెండు పొడవైన, అనేక కిలోమీటర్ల పొడవులో నిలిపివేయబడ్డాయి. సంస్థాపనకు ప్రవేశ ద్వారం వద్ద, లేజర్ పుంజం విభజించబడింది, రెండు గదుల గుండా వెళుతుంది, అద్దాల నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది, తిరిగి తిరిగి వచ్చి అపారదర్శక అద్దంలో తిరిగి కలుస్తుంది. ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క నాణ్యత కారకం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి లేజర్ పుంజం ఒక్కసారి ముందుకు వెనుకకు వెళ్లదు, కానీ ఈ ఆప్టికల్ రెసొనేటర్‌లో చాలా కాలం పాటు ఉంటుంది. "నిశ్శబ్ద" స్థితిలో, పొడవులు ఎంపిక చేయబడతాయి, తద్వారా రెండు కిరణాలు, మళ్లీ కలిసిన తర్వాత, సెన్సార్ దిశలో ఒకదానికొకటి రద్దు చేసి, ఆపై ఫోటోడెటెక్టర్ పూర్తి నీడలో ఉంటుంది. కానీ గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ప్రభావంతో అద్దాలు సూక్ష్మ దూరాన్ని కదిలించిన వెంటనే, రెండు కిరణాల పరిహారం అసంపూర్తిగా మారుతుంది మరియు ఫోటోడెటెక్టర్ కాంతిని పట్టుకుంటుంది. మరియు బలమైన ఆఫ్‌సెట్, ఫోటోసెన్సర్ ప్రకాశవంతంగా కాంతిని చూస్తుంది.

"మైక్రోస్కోపిక్ డిస్‌ప్లేస్‌మెంట్" అనే పదాలు ప్రభావం యొక్క సూక్ష్మతను తెలియజేయడానికి కూడా దగ్గరగా రావు. కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం ద్వారా అద్దాల స్థానభ్రంశం, అంటే మైక్రాన్లు, ఎటువంటి ఉపాయాలు లేకుండా కూడా గమనించడం సులభం. కానీ 4 కిమీ పొడవుతో, ఇది 10 −10 వ్యాప్తితో స్పేస్-టైమ్ యొక్క డోలనానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. అణువు యొక్క వ్యాసం ద్వారా అద్దాలు స్థానభ్రంశం చెందడాన్ని గమనించడం కూడా సమస్య కాదు - లేజర్ పుంజాన్ని కాల్చడానికి సరిపోతుంది, ఇది వేలాది సార్లు ముందుకు వెనుకకు నడుస్తుంది మరియు కావలసిన దశ మార్పును పొందుతుంది. కానీ ఇది గరిష్టంగా 10 −14ని కూడా ఇస్తుంది. మరియు మనం స్థానభ్రంశం స్కేల్‌ను మిలియన్ల రెట్లు తగ్గించాలి, అంటే, ఒక అణువు ద్వారా కూడా కాకుండా, అణు కేంద్రకంలో వెయ్యి వంతుల ద్వారా మిర్రర్ షిఫ్ట్‌ని నమోదు చేయడం నేర్చుకోవాలి!

ఈ అద్భుతమైన సాంకేతికతకు మార్గంలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అనేక ఇబ్బందులను అధిగమించవలసి వచ్చింది. వాటిలో కొన్ని పూర్తిగా యాంత్రికమైనవి: మీరు ఒక సస్పెన్షన్‌పై భారీ అద్దాలను వేలాడదీయాలి, ఇది మరొక సస్పెన్షన్‌పై వేలాడదీయాలి, అది మూడవ సస్పెన్షన్‌పై వేలాడదీయాలి - మరియు అన్నీ సాధ్యమైనంతవరకు అదనపు వైబ్రేషన్‌ను వదిలించుకోవడానికి. ఇతర సమస్యలు కూడా వాయిద్యం, కానీ ఆప్టికల్. ఉదాహరణకు, ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లో ప్రసరించే పుంజం మరింత శక్తివంతమైనది, అద్దాల యొక్క బలహీనమైన స్థానభ్రంశం ఫోటోసెన్సర్ ద్వారా గుర్తించబడుతుంది. కానీ చాలా శక్తివంతమైన పుంజం ఆప్టికల్ మూలకాలను అసమానంగా వేడి చేస్తుంది, ఇది పుంజం యొక్క లక్షణాలపై హానికరమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఈ ప్రభావాన్ని ఏదో ఒకవిధంగా భర్తీ చేయాలి మరియు దీని కోసం 2000లలో, ఈ విషయంపై మొత్తం పరిశోధన కార్యక్రమం ప్రారంభించబడింది (ఈ పరిశోధన గురించి కథనం కోసం, అత్యంత సున్నితమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్ "మూలకాలు" మార్గంలో అడ్డంకిని అధిగమించడం అనే వార్తను చూడండి. , 06/27/2006). చివరగా, కుహరంలోని ఫోటాన్‌ల క్వాంటం ప్రవర్తన మరియు అనిశ్చితి సూత్రానికి సంబంధించి పూర్తిగా ప్రాథమిక భౌతిక పరిమితులు ఉన్నాయి. వారు సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని ప్రామాణిక క్వాంటం పరిమితి అని పిలిచే విలువకు పరిమితం చేస్తారు. అయినప్పటికీ, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు, లేజర్ కాంతి యొక్క తెలివిగా తయారు చేయబడిన క్వాంటం స్థితిని ఉపయోగించి, దానిని అధిగమించడానికి ఇప్పటికే నేర్చుకున్నారు (J. Aasi et al., 2013. కాంతి యొక్క స్క్వీజ్డ్ స్టేట్స్ ఉపయోగించి LIGO గ్రావిటేషనల్ వేవ్ డిటెక్టర్ యొక్క మెరుగైన సున్నితత్వం).

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం రేసులో పాల్గొనే దేశాల మొత్తం జాబితా; బక్సన్ అబ్జర్వేటరీలో రష్యా తన స్వంత సంస్థాపనను కలిగి ఉంది మరియు ఇది డిమిత్రి జావిల్గెల్స్కీచే ప్రసిద్ధి చెందిన డాక్యుమెంటరీ సైన్స్ ఫిల్మ్‌లో వివరించబడింది. "తరంగాలు మరియు కణాల కోసం వేచి ఉంది". ఈ జాతి నాయకులు ఇప్పుడు రెండు ప్రయోగశాలలు - అమెరికన్ LIGO ప్రాజెక్ట్ మరియు ఇటాలియన్ కన్య డిటెక్టర్. LIGO హాన్‌ఫోర్డ్ (వాషింగ్టన్ స్టేట్) మరియు లివింగ్‌స్టన్ (లూసియానా)లో ఉన్న రెండు ఒకేలాంటి డిటెక్టర్‌లను కలిగి ఉంది మరియు ఒకదానికొకటి 3000 కి.మీ. రెండు కారణాల వల్ల రెండు సెట్టింగ్‌లను కలిగి ఉండటం ముఖ్యం. ముందుగా, సిగ్నల్ రెండు డిటెక్టర్ల ద్వారా ఒకే సమయంలో కనిపించినట్లయితే మాత్రమే నమోదు చేయబడినదిగా పరిగణించబడుతుంది. మరియు రెండవది, రెండు ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో గురుత్వాకర్షణ తరంగ పేలుడు రాకలో వ్యత్యాసం ద్వారా - మరియు ఇది 10 మిల్లీసెకన్లకు చేరుకుంటుంది - ఈ సిగ్నల్ ఆకాశంలోని ఏ భాగం నుండి వచ్చిందో సుమారుగా నిర్ణయించవచ్చు. నిజమే, రెండు డిటెక్టర్‌లతో లోపం చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది, కానీ కన్య ఆపరేషన్‌లోకి వచ్చినప్పుడు, ఖచ్చితత్వం గమనించదగ్గ విధంగా పెరుగుతుంది.

ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రిక్ డిటెక్షన్ ఆలోచనను సోవియట్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు M.E. హెర్జెన్‌స్టెయిన్ మరియు V.I 1962లో ప్రతిపాదించారు. ఆ సమయంలో, లేజర్ ఇప్పుడే కనుగొనబడింది మరియు వెబెర్ తన ప్రతిధ్వని డిటెక్టర్లను సృష్టించడం ప్రారంభించాడు. అయితే, ఈ కథనం పాశ్చాత్య దేశాలలో గుర్తించబడలేదు మరియు నిజం చెప్పాలంటే, నిజమైన ప్రాజెక్టుల అభివృద్ధిని ప్రభావితం చేయలేదు (గురుత్వాకర్షణ తరంగ గుర్తింపు యొక్క భౌతికశాస్త్రం యొక్క చారిత్రక సమీక్ష చూడండి: ప్రతిధ్వని మరియు ఇంటర్ఫెరోమెట్రిక్ డిటెక్టర్లు).

మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT) మరియు కాలిఫోర్నియా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (కాల్టెక్)కి చెందిన ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తల చొరవతో LIGO గ్రావిటేషనల్ అబ్జర్వేటరీని రూపొందించారు. ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రిక్ గ్రావిటేషనల్ వేవ్ డిటెక్టర్ ఆలోచనను గ్రహించిన రైనర్ వీస్, గుర్తించడానికి సరిపడా లేజర్ కాంతి స్థిరత్వాన్ని సాధించిన రోనాల్డ్ డ్రేవర్ మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ వెనుక ఉన్న సిద్ధాంతకర్త కిప్ థోర్న్, ఇప్పుడు సాధారణ ప్రజలకు బాగా తెలిసిన వారు సైంటిఫిక్ కన్సల్టెంట్ మూవీగా "ఇంటర్ స్టెల్లార్". మీరు రైనర్ వీస్‌తో ఇటీవలి ఇంటర్వ్యూలో మరియు జాన్ ప్రెస్‌కిల్ జ్ఞాపకాలలో LIGO యొక్క ప్రారంభ చరిత్ర గురించి చదువుకోవచ్చు.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రిక్ డిటెక్షన్ ప్రాజెక్ట్‌కు సంబంధించిన కార్యకలాపాలు 1970ల చివరలో ప్రారంభమయ్యాయి మరియు మొదట్లో చాలా మంది ఈ పని యొక్క సాధ్యాసాధ్యాలను కూడా అనుమానించారు. అయినప్పటికీ, అనేక నమూనాలను ప్రదర్శించిన తర్వాత, ప్రస్తుత LIGO డిజైన్ వ్రాయబడింది మరియు ఆమోదించబడింది. ఇది 20వ శతాబ్దం చివరి దశాబ్దంలో నిర్మించబడింది.

ప్రాజెక్ట్ కోసం ప్రారంభ ప్రేరణ యునైటెడ్ స్టేట్స్ నుండి వచ్చినప్పటికీ, LIGO నిజంగా అంతర్జాతీయ ప్రాజెక్ట్. 15 దేశాలు ఇందులో ఆర్థికంగా మరియు మేధోపరంగా పెట్టుబడి పెట్టాయి మరియు వెయ్యి మందికి పైగా సహకారంలో సభ్యులుగా ఉన్నారు. ప్రాజెక్ట్ అమలులో సోవియట్ మరియు రష్యన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించారు. మొదటి నుండి, మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీకి చెందిన వ్లాదిమిర్ బ్రాగిన్స్కీ యొక్క ఇప్పటికే పేర్కొన్న సమూహం LIGO ప్రాజెక్ట్ అమలులో చురుకుగా పాల్గొంది మరియు తరువాత నిజ్నీ నొవ్‌గోరోడ్ నుండి ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అప్లైడ్ ఫిజిక్స్ కూడా సహకారంలో చేరింది.

LIGO అబ్జర్వేటరీ 2002లో పని చేయడం ప్రారంభించింది మరియు 2010 వరకు ఆరు శాస్త్రీయ పరిశీలన సెషన్‌లను నిర్వహించింది. గురుత్వాకర్షణ తరంగ పేలుళ్లు విశ్వసనీయంగా కనుగొనబడలేదు మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అటువంటి సంఘటనల ఫ్రీక్వెన్సీపై గరిష్ట పరిమితులను మాత్రమే సెట్ చేయగలిగారు. అయినప్పటికీ, ఇది వారిని పెద్దగా ఆశ్చర్యపరచలేదు: డిటెక్టర్ అప్పుడు "వింటున్న" విశ్వంలోని ఆ భాగంలో, తగినంత శక్తివంతమైన విపత్తు సంభావ్యత తక్కువగా ఉందని అంచనాలు చూపించాయి: సుమారుగా కొన్ని దశాబ్దాలకు ఒకసారి.

ముగింపు లైన్

2010 నుండి 2015 వరకు, LIGO మరియు కన్యారాశి సహకారాలు పరికరాలను సమూలంగా ఆధునీకరించాయి (అయితే, కన్య, ఇంకా తయారీ ప్రక్రియలో ఉంది). మరియు ఇప్పుడు చాలా కాలంగా ఎదురుచూస్తున్న లక్ష్యం ప్రత్యక్ష దృష్టిలో ఉంది. LIGO - లేదా బదులుగా, aLIGO ( అధునాతన LIGO) - ఇప్పుడు 60 మెగాపార్సెక్కుల దూరంలో న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే పేలుళ్లను పట్టుకోవడానికి సిద్ధంగా ఉంది మరియు బ్లాక్ హోల్స్ - వందల మెగాపార్సెక్కుల దూరంలో ఉన్నాయి. గురుత్వాకర్షణ-తరంగ శ్రవణానికి తెరవబడిన విశ్వం యొక్క వాల్యూమ్ మునుపటి సెషన్‌లతో పోలిస్తే పదిరెట్లు పెరిగింది.

వాస్తవానికి, తదుపరి గురుత్వాకర్షణ తరంగ విజృంభణ ఎప్పుడు మరియు ఎక్కడ సంభవిస్తుందో అంచనా వేయడం అసాధ్యం. కానీ నవీకరించబడిన డిటెక్టర్‌ల యొక్క సున్నితత్వం సంవత్సరానికి అనేక న్యూట్రాన్ స్టార్ విలీనాలను లెక్కించడం సాధ్యం చేసింది, కాబట్టి మొదటి నాలుగు నెలల పరిశీలన సెషన్‌లో మొదటి పేలుడు ఇప్పటికే ఆశించవచ్చు. మేము చాలా సంవత్సరాలు కొనసాగిన మొత్తం aLIGO ప్రాజెక్ట్ గురించి మాట్లాడినట్లయితే, తీర్పు చాలా స్పష్టంగా ఉంది: పేలుళ్లు ఒకదాని తర్వాత ఒకటి వస్తాయి, లేదా సాధారణ సాపేక్షతలో ఏదైనా ప్రాథమికంగా పనిచేయదు. రెండూ పెద్ద ఆవిష్కరణలే.

సెప్టెంబర్ 18, 2015 నుండి జనవరి 12, 2016 వరకు, మొదటి aLIGO పరిశీలన సెషన్ జరిగింది. ఈ సమయంలో, గురుత్వాకర్షణ తరంగాల నమోదు గురించి పుకార్లు ఇంటర్నెట్‌లో వ్యాపించాయి, కానీ సహకారం నిశ్శబ్దంగా ఉంది: "మేము డేటాను సేకరిస్తున్నాము మరియు విశ్లేషిస్తున్నాము మరియు ఫలితాలను నివేదించడానికి ఇంకా సిద్ధంగా లేము." విశ్లేషణ ప్రక్రియలో సహకార సభ్యులు తాము నిజమైన గురుత్వాకర్షణ తరంగాన్ని చూస్తున్నారని పూర్తిగా నిర్ధారించలేరనే వాస్తవం ద్వారా అదనపు కుట్ర సృష్టించబడింది. వాస్తవం ఏమిటంటే, LIGOలో, కంప్యూటర్-సృష్టించిన పేలుడు అప్పుడప్పుడు నిజమైన డేటా స్ట్రీమ్‌లో కృత్రిమంగా ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. దీనిని "బ్లైండ్ ఇంజెక్షన్" అని పిలుస్తారు మరియు మొత్తం సమూహంలో, కేవలం ముగ్గురు వ్యక్తులు (!) సమయానికి ఏకపక్ష సమయంలో నిర్వహించే సిస్టమ్‌కు ప్రాప్యత కలిగి ఉంటారు. బృందం ఈ ఉప్పెనను ట్రాక్ చేయాలి, బాధ్యతాయుతంగా విశ్లేషించాలి మరియు విశ్లేషణ యొక్క చివరి దశలలో మాత్రమే “కార్డులు వెల్లడి చేయబడ్డాయి” మరియు సహకార సభ్యులు ఇది నిజమైన సంఘటననా లేదా అప్రమత్తత పరీక్షా అని కనుగొంటారు. మార్గం ద్వారా, 2010లో అలాంటి ఒక సందర్భంలో, ఇది ఒక కథనాన్ని వ్రాసే స్థాయికి కూడా వచ్చింది, కానీ అప్పుడు కనుగొనబడిన సిగ్నల్ కేవలం "బ్లైండ్ స్టఫింగ్" అని తేలింది.

లిరికల్ డైగ్రెషన్

ఈ క్షణం యొక్క గంభీరతను మరోసారి అనుభూతి చెందడానికి, నేను ఈ కథను మరొక వైపు నుండి, సైన్స్ లోపలి నుండి చూడాలని ప్రతిపాదిస్తున్నాను. సంక్లిష్టమైన, అసాధ్యమైన శాస్త్రీయ సమస్య చాలా సంవత్సరాలుగా సమాధానం ఇవ్వలేని స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, ఇది సాధారణ పని క్షణం. ఇది ఒకటి కంటే ఎక్కువ తరాలకు ఇవ్వనప్పుడు, అది పూర్తిగా భిన్నంగా గ్రహించబడుతుంది.

పాఠశాల విద్యార్థిగా, మీరు జనాదరణ పొందిన సైన్స్ పుస్తకాలను చదివి, ఈ కష్టసాధ్యమైన, కానీ భయంకరమైన ఆసక్తికరమైన శాస్త్రీయ చిక్కు గురించి తెలుసుకోండి. విద్యార్థిగా, మీరు భౌతిక శాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేస్తారు, నివేదికలు ఇస్తారు మరియు కొన్నిసార్లు, మీ చుట్టూ ఉన్న వ్యక్తులు దాని ఉనికిని మీకు గుర్తు చేస్తారు. అప్పుడు మీరే సైన్స్ చేస్తారు, భౌతిక శాస్త్రంలోని మరొక విభాగంలో పని చేస్తారు, కానీ దాన్ని పరిష్కరించడానికి విఫల ప్రయత్నాల గురించి క్రమం తప్పకుండా వినండి. దాన్ని పరిష్కరించడానికి ఎక్కడో చురుకైన ప్రయత్నాలు జరుగుతున్నాయని మీరు అర్థం చేసుకున్నారు, అయితే బయటి వ్యక్తిగా మీ కోసం తుది ఫలితం మారదు. సమస్య స్థిరమైన నేపథ్యంగా, అలంకరణగా, మీ శాస్త్రీయ జీవిత స్థాయిలో భౌతికశాస్త్రం యొక్క శాశ్వతమైన మరియు దాదాపుగా మారని అంశంగా పరిగణించబడుతుంది. ఎప్పటినుంచో ఉన్న మరియు జరగబోయే పని వంటిది.

ఆపై - వారు దాన్ని పరిష్కరిస్తారు. మరియు అకస్మాత్తుగా, చాలా రోజుల స్కేల్‌లో, ప్రపంచం యొక్క భౌతిక చిత్రం మారిందని మరియు ఇప్పుడు అది ఇతర నిబంధనలలో రూపొందించబడాలని మరియు ఇతర ప్రశ్నలను అడగాలని మీరు భావిస్తున్నారు.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం అన్వేషణలో నేరుగా పనిచేసే వ్యక్తుల కోసం, ఈ పని, వాస్తవానికి, మారలేదు. వారు లక్ష్యాన్ని చూస్తారు, ఏమి సాధించాలో వారికి తెలుసు. సహజంగానే, ప్రకృతి కూడా వారిని సగానికి కలుస్తుందని మరియు సమీపంలోని గెలాక్సీలో శక్తివంతమైన స్ప్లాష్‌ను విసిరివేస్తుందని వారు ఆశిస్తున్నారు, అయితే అదే సమయంలో ప్రకృతి అంతగా సహకరించకపోయినా, శాస్త్రవేత్తల నుండి దాచలేమని వారు అర్థం చేసుకున్నారు. . వారు తమ సాంకేతిక లక్ష్యాలను సరిగ్గా ఎప్పుడు సాధించగలుగుతారు అనేది మాత్రమే ప్రశ్న. అనేక దశాబ్దాలుగా గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం వెతుకుతున్న వ్యక్తి నుండి ఈ సంచలనం గురించిన కథను ఇప్పటికే పేర్కొన్న చిత్రంలో వినవచ్చు. "తరంగాలు మరియు కణాల కోసం వేచి ఉంది".

తెరవడం

అంజీర్లో. మూర్తి 7 ప్రధాన ఫలితాన్ని చూపుతుంది: రెండు డిటెక్టర్లు రికార్డ్ చేసిన సిగ్నల్ ప్రొఫైల్. శబ్దం యొక్క నేపథ్యానికి వ్యతిరేకంగా, కావలసిన ఆకారం యొక్క డోలనం మొదట బలహీనంగా కనిపిస్తుంది, ఆపై వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీలో పెరుగుతుంది. సంఖ్యాపరమైన అనుకరణల ఫలితాలతో పోల్చడం వల్ల మనం ఏ వస్తువులు విలీనం అవుతున్నామో తెలుసుకునేందుకు వీలు కల్పించింది: ఇవి దాదాపు 36 మరియు 29 సౌర ద్రవ్యరాశి కలిగిన కాల రంధ్రాలు, ఇవి 62 సౌర ద్రవ్యరాశితో ఒక కాల రంధ్రంలో కలిసిపోయాయి (అన్నింటిలోనూ లోపం ఈ సంఖ్యలు, 90% విశ్వాస విరామానికి అనుగుణంగా, 4 సౌర ద్రవ్యరాశి). ఫలితంగా ఏర్పడిన కాల రంధ్రం ఇప్పటివరకు గమనించిన అత్యంత భారీ నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి కాల రంధ్రం అని రచయితలు గమనించారు. రెండు ప్రారంభ వస్తువులు మరియు చివరి కాల రంధ్రం యొక్క మొత్తం ద్రవ్యరాశి మధ్య వ్యత్యాసం 3 ± 0.5 సౌర ద్రవ్యరాశి. ఈ గురుత్వాకర్షణ ద్రవ్యరాశి లోపం దాదాపు 20 మిల్లీసెకన్లలో ఉద్గార గురుత్వాకర్షణ తరంగాల శక్తిగా పూర్తిగా మార్చబడింది. గరిష్ఠ గురుత్వాకర్షణ తరంగ శక్తి 3.6·10 56 erg/s లేదా ద్రవ్యరాశి పరంగా సెకనుకు దాదాపు 200 సౌర ద్రవ్యరాశికి చేరుకుందని లెక్కలు చూపించాయి.

గుర్తించబడిన సిగ్నల్ యొక్క గణాంక ప్రాముఖ్యత 5.1σ. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ గణాంక హెచ్చుతగ్గులు ఒకదానికొకటి అతివ్యాప్తి చెందాయని మరియు పూర్తిగా యాదృచ్ఛికంగా అటువంటి విస్ఫోటనాన్ని సృష్టించాయని మేము అనుకుంటే, అటువంటి సంఘటన 200 వేల సంవత్సరాలు వేచి ఉండవలసి ఉంటుంది. ఇది గుర్తించబడిన సిగ్నల్ హెచ్చుతగ్గులు కాదని నమ్మకంగా చెప్పడానికి అనుమతిస్తుంది.

రెండు డిటెక్టర్ల మధ్య సమయం ఆలస్యం సుమారు 7 మిల్లీసెకన్లు. ఇది సిగ్నల్ రాక యొక్క దిశను అంచనా వేయడం సాధ్యపడింది (Fig. 9). రెండు డిటెక్టర్లు మాత్రమే ఉన్నందున, స్థానికీకరణ చాలా ఉజ్జాయింపుగా మారింది: పారామితుల పరంగా అనువైన ఖగోళ గోళం యొక్క ప్రాంతం 600 చదరపు డిగ్రీలు.

LIGO సహకారం కేవలం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను రికార్డ్ చేసే వాస్తవాన్ని పేర్కొనడానికి మాత్రమే పరిమితం కాలేదు, అయితే ఈ పరిశీలన ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రానికి సంబంధించిన చిక్కుల యొక్క మొదటి విశ్లేషణను కూడా నిర్వహించింది. జర్నల్‌లో అదే రోజు ప్రచురించబడిన బైనరీ బ్లాక్ హోల్ మెర్జర్ GW150914 యొక్క ఆస్ట్రోఫిజికల్ ఇంప్లికేషన్స్ అనే వ్యాసంలో ది ఆస్ట్రోఫిజికల్ జర్నల్ లెటర్స్, రచయితలు అటువంటి బ్లాక్ హోల్ విలీనాలు సంభవించే ఫ్రీక్వెన్సీని అంచనా వేశారు. ఫలితంగా సంవత్సరానికి క్యూబిక్ గిగాపార్సెక్‌కు కనీసం ఒక విలీనం, ఈ విషయంలో అత్యంత ఆశావాద నమూనాల అంచనాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు మనకు ఏమి చెబుతాయి

దశాబ్దాల శోధన తర్వాత ఒక కొత్త దృగ్విషయం యొక్క ఆవిష్కరణ ముగింపు కాదు, కానీ భౌతికశాస్త్రం యొక్క కొత్త శాఖ యొక్క ప్రారంభం మాత్రమే. వాస్తవానికి, ఇద్దరు నల్లజాతీయుల విలీనం నుండి గురుత్వాకర్షణ తరంగాల నమోదు దానికదే ముఖ్యమైనది. ఇది కాల రంధ్రాల ఉనికి మరియు డబుల్ బ్లాక్ హోల్స్ ఉనికికి ప్రత్యక్ష రుజువు మరియు గురుత్వాకర్షణ తరంగాల వాస్తవికత మరియు సాధారణంగా చెప్పాలంటే, సాధారణ సాపేక్షత ఆధారంగా గురుత్వాకర్షణకు రేఖాగణిత విధానం యొక్క ఖచ్చితత్వానికి రుజువు. కానీ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు, గురుత్వాకర్షణ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రం ఒక కొత్త పరిశోధనా సాధనంగా మారడం తక్కువ విలువైనది కాదు, ఇది గతంలో అందుబాటులో లేని వాటిని అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

మొదటిది, విశ్వాన్ని వీక్షించడానికి మరియు విశ్వ విపత్తులను అధ్యయనం చేయడానికి ఇది ఒక కొత్త మార్గం. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు ఎటువంటి అడ్డంకులు లేవు; వారు స్వయం సమృద్ధిగా ఉన్నారు: వారి ప్రొఫైల్ వారికి జన్మనిచ్చిన ప్రక్రియ గురించి సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. చివరగా, ఒక గొప్ప పేలుడు ఆప్టికల్, న్యూట్రినో మరియు గురుత్వాకర్షణ విస్ఫోటనాన్ని సృష్టిస్తే, మనం వాటన్నింటినీ పట్టుకోవడానికి ప్రయత్నించవచ్చు, వాటిని ఒకదానితో ఒకటి సరిపోల్చండి మరియు అక్కడ ఏమి జరిగిందో అంతకుముందు యాక్సెస్ చేయలేని వివరాలను అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఒక సంఘటన నుండి ఇటువంటి విభిన్న సంకేతాలను పట్టుకోవడం మరియు పోల్చడం అనేది ఆల్-సిగ్నల్ ఖగోళశాస్త్రం యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం.

గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్లు మరింత సున్నితంగా మారినప్పుడు, అవి విలీన సమయంలో కాకుండా కొన్ని సెకన్ల ముందు స్పేస్-టైమ్ యొక్క వణుకును గుర్తించగలవు. వారు స్వయంచాలకంగా తమ హెచ్చరిక సిగ్నల్‌ను సాధారణ నెట్‌వర్క్ ఆఫ్ అబ్జర్వేషన్ స్టేషన్‌లకు పంపుతారు మరియు ఖగోళ భౌతిక టెలిస్కోప్ ఉపగ్రహాలు, ప్రతిపాదిత విలీనం యొక్క కోఆర్డినేట్‌లను లెక్కించి, ఈ సెకన్లలో కావలసిన దిశలో తిరగడానికి మరియు ఆప్టికల్ పేలుడుకు ముందు ఆకాశాన్ని ఫోటో తీయడం ప్రారంభిస్తాయి. ప్రారంభమవుతుంది.

రెండవది, గురుత్వాకర్షణ తరంగ పేలుడు న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల గురించి కొత్త విషయాలను తెలుసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. న్యూట్రాన్ స్టార్ విలీనం, వాస్తవానికి, ప్రకృతి మన కోసం చేయగల న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలపై తాజా మరియు అత్యంత తీవ్రమైన ప్రయోగం, మరియు మనం ప్రేక్షకులుగా, ఫలితాలను మాత్రమే గమనించాలి. అటువంటి విలీనం యొక్క పరిశీలనా పరిణామాలు వైవిధ్యంగా ఉంటాయి (మూర్తి 10), మరియు వారి గణాంకాలను సేకరించడం ద్వారా అటువంటి అన్యదేశ వాతావరణంలో న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల ప్రవర్తనను మనం బాగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ దిశలో ప్రస్తుత వ్యవహారాల యొక్క అవలోకనం S. Rosswog, 2015 యొక్క ఇటీవలి ప్రచురణలో చూడవచ్చు. కాంపాక్ట్ బైనరీ విలీనాల యొక్క బహుళ-దూత చిత్రం.

మూడవదిగా, సూపర్నోవా నుండి వచ్చే పేలుడును నమోదు చేయడం మరియు దానిని ఆప్టికల్ పరిశీలనలతో పోల్చడం చివరకు పతనం ప్రారంభంలోనే లోపల ఏమి జరుగుతుందో వివరంగా అర్థం చేసుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఇప్పుడు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు ఈ ప్రక్రియ యొక్క సంఖ్యా నమూనాతో ఇప్పటికీ ఇబ్బందులు ఉన్నాయి.

నాల్గవది, గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతంలో పాల్గొన్న భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు బలమైన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయడానికి గౌరవనీయమైన "ప్రయోగశాల"ని కలిగి ఉన్నారు. ఇప్పటి వరకు, బలహీన క్షేత్రాలలో గురుత్వాకర్షణకు సంబంధించి మనం ప్రత్యక్షంగా గమనించగలిగే సాధారణ సాపేక్షత యొక్క అన్ని ప్రభావాలు. బలమైన గురుత్వాకర్షణ పరిస్థితులలో, అంతరిక్ష-సమయం యొక్క వక్రీకరణలు తమతో తాము బలంగా సంకర్షణ చెందడం ప్రారంభించినప్పుడు, పరోక్ష వ్యక్తీకరణల నుండి, విశ్వ విపత్తుల యొక్క ఆప్టికల్ ఎకో ద్వారా ఏమి జరుగుతుందో మనం ఊహించగలము.

ఐదవది, గురుత్వాకర్షణ యొక్క అన్యదేశ సిద్ధాంతాలను పరీక్షించడానికి కొత్త అవకాశం ఉంది. ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రంలో ఇప్పటికే ఇటువంటి అనేక సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు, A. N. పెట్రోవ్ "గ్రావిటీ" ద్వారా ప్రసిద్ధ పుస్తకం నుండి వారికి అంకితం చేయబడిన అధ్యాయం చూడండి. ఈ సిద్ధాంతాలలో కొన్ని బలహీనమైన క్షేత్రాల పరిమితిలో సాంప్రదాయిక సాధారణ సాపేక్షతను పోలి ఉంటాయి, కానీ గురుత్వాకర్షణ చాలా బలంగా మారినప్పుడు చాలా భిన్నంగా ఉండవచ్చు. మరికొందరు గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం కొత్త రకం ధ్రువణత ఉనికిని అంగీకరిస్తారు మరియు కాంతి వేగానికి కొద్దిగా భిన్నమైన వేగాన్ని అంచనా వేస్తారు. చివరగా, అదనపు ప్రాదేశిక పరిమాణాలను కలిగి ఉన్న సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆధారంగా వాటి గురించి ఏమి చెప్పగలం అనేది బహిరంగ ప్రశ్న, కానీ ఇక్కడ నుండి కొంత సమాచారం లాభపడుతుందని స్పష్టమవుతుంది. పోస్ట్‌నౌకాపై ఎంపికలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణతో ఏమి మారుతుందనే దాని గురించి ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తల అభిప్రాయాన్ని చదవమని కూడా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము.

భవిష్యత్తు ప్రణాళికలు

గురుత్వాకర్షణ తరంగ ఖగోళశాస్త్రం యొక్క అవకాశాలు చాలా ఉత్తేజకరమైనవి. ఇప్పుడు aLIGO డిటెక్టర్ యొక్క మొదటి, అతి తక్కువ పరిశీలనా సెషన్ మాత్రమే పూర్తయింది - మరియు ఇప్పటికే ఈ తక్కువ సమయంలో స్పష్టమైన సిగ్నల్ కనుగొనబడింది. ఇది చెప్పడం మరింత ఖచ్చితమైనది: అధికారిక ప్రారంభానికి ముందే మొదటి సిగ్నల్ క్యాచ్ చేయబడింది మరియు నాలుగు నెలల పనిలో సహకారం ఇంకా నివేదించబడలేదు. ఎవరికి తెలుసు, అక్కడ ఇప్పటికే కొన్ని అదనపు స్పైక్‌లు ఉన్నాయా? ఒక మార్గం లేదా మరొకటి, కానీ మరింత, డిటెక్టర్ల యొక్క సున్నితత్వం పెరుగుతుంది మరియు గురుత్వాకర్షణ-తరంగ పరిశీలనలకు అందుబాటులో ఉండే విశ్వం యొక్క భాగం విస్తరిస్తుంది, రికార్డ్ చేయబడిన సంఘటనల సంఖ్య హిమపాతం వలె పెరుగుతుంది.

LIGO-Virgo నెట్‌వర్క్ కోసం ఆశించిన సెషన్ షెడ్యూల్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 11. రెండవ, ఆరు-నెలల సెషన్ ఈ సంవత్సరం చివరిలో ప్రారంభమవుతుంది, మూడవ సెషన్ దాదాపు 2018 మొత్తం పడుతుంది మరియు ప్రతి దశలో డిటెక్టర్ యొక్క సున్నితత్వం పెరుగుతుంది. 2020 నాటికి, aLIGO దాని ప్రణాళికాబద్ధమైన సున్నితత్వాన్ని చేరుకోవాలి, ఇది 200 Mpc దూరం వరకు మనకు దూరంగా ఉన్న న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల విలీనం కోసం విశ్వాన్ని పరిశోధించడానికి డిటెక్టర్‌ని అనుమతిస్తుంది. మరింత శక్తివంతమైన బ్లాక్ హోల్ విలీన సంఘటనల కోసం, సున్నితత్వం దాదాపు గిగాపార్సెక్‌కు చేరుకుంటుంది. ఒక మార్గం లేదా మరొకటి, పరిశీలన కోసం అందుబాటులో ఉన్న విశ్వం యొక్క వాల్యూమ్ మొదటి సెషన్‌తో పోలిస్తే పదుల రెట్లు పెరుగుతుంది.

పునరుద్ధరించబడిన ఇటాలియన్ ప్రయోగశాల కన్య కూడా ఈ సంవత్సరం చివరిలో అమలులోకి వస్తుంది. దీని సున్నితత్వం LIGO కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంది, కానీ ఇప్పటికీ చాలా మంచిది. త్రిభుజాకార పద్ధతి కారణంగా, అంతరిక్షంలో వేరుగా ఉన్న డిటెక్టర్‌ల త్రయం ఖగోళ గోళంలో మూలాల స్థానాన్ని మరింత మెరుగ్గా పునర్నిర్మించడం సాధ్యపడుతుంది. ఇప్పుడు, రెండు డిటెక్టర్‌లతో, స్థానికీకరణ ప్రాంతం వందల చదరపు డిగ్రీలకు చేరుకుంటే, మూడు డిటెక్టర్లు దానిని పదులకు తగ్గిస్తాయి. అదనంగా, ప్రస్తుతం జపాన్‌లో ఇదే విధమైన KAGRA గురుత్వాకర్షణ తరంగ యాంటెన్నా నిర్మించబడుతోంది, ఇది రెండు మూడు సంవత్సరాలలో ఆపరేషన్ ప్రారంభమవుతుంది మరియు భారతదేశంలో, 2022 నాటికి, LIGO-India డిటెక్టర్‌ను ప్రారంభించాలని యోచిస్తున్నారు. ఫలితంగా, కొన్ని సంవత్సరాల తర్వాత, గురుత్వాకర్షణ వేవ్ డిటెక్టర్ల మొత్తం నెట్‌వర్క్ పనిచేస్తాయి మరియు క్రమం తప్పకుండా సిగ్నల్‌లను రికార్డ్ చేస్తుంది (Fig. 13).

చివరగా, గురుత్వాకర్షణ తరంగ పరికరాలను అంతరిక్షంలోకి ప్రయోగించే ప్రణాళికలు ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా eLISA ప్రాజెక్ట్. రెండు నెలల క్రితం, మొదటి పరీక్షా ఉపగ్రహాన్ని కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టారు, దీని పని సాంకేతికతను పరీక్షించడం. గురుత్వాకర్షణ తరంగాల యొక్క నిజమైన గుర్తింపు ఇంకా చాలా దూరంలో ఉంది. కానీ ఈ ఉపగ్రహాల సమూహం డేటాను సేకరించడం ప్రారంభించినప్పుడు, అది విశ్వంలోకి మరొక విండోను తెరుస్తుంది - తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ద్వారా. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు ఈ ఆల్-వేవ్ విధానం క్షేత్రానికి ప్రధాన దీర్ఘకాలిక లక్ష్యం.

సమాంతరాలు

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆవిష్కరణ ఇటీవలి సంవత్సరాలలో మూడవసారి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చివరకు అన్ని అడ్డంకులను అధిగమించి, మన ప్రపంచం యొక్క నిర్మాణం యొక్క గతంలో తెలియని సూక్ష్మబేధాలను పొందారు. 2012 లో, హిగ్స్ బోసాన్ కనుగొనబడింది, దాదాపు అర్ధ శతాబ్దం క్రితం ఒక కణం అంచనా వేయబడింది. 2013 లో, IceCube న్యూట్రినో డిటెక్టర్ ఖగోళ భౌతిక న్యూట్రినోల వాస్తవికతను నిరూపించింది మరియు పూర్తిగా కొత్త, గతంలో యాక్సెస్ చేయలేని విధంగా - అధిక-శక్తి న్యూట్రినోల ద్వారా "విశ్వాన్ని చూడటం" ప్రారంభించింది. మరియు ఇప్పుడు ప్రకృతి మరోసారి మనిషికి లొంగిపోయింది: విశ్వాన్ని పరిశీలించడానికి గురుత్వాకర్షణ-తరంగ "విండో" తెరవబడింది మరియు అదే సమయంలో, బలమైన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలు ప్రత్యక్ష అధ్యయనానికి అందుబాటులోకి వచ్చాయి.

ఇక్కడ ఎక్కడా ప్రకృతి నుండి "ఫ్రీబీ" లేదని చెప్పాలి. శోధన చాలా కాలం పాటు నిర్వహించబడింది, కానీ అది ఇవ్వలేదు ఎందుకంటే దశాబ్దాల క్రితం, పరికరాలు శక్తి, స్థాయి లేదా సున్నితత్వం పరంగా ఫలితాన్ని చేరుకోలేదు. ఇది లక్ష్యానికి దారితీసిన సాంకేతికత యొక్క స్థిరమైన, లక్ష్య అభివృద్ధి, సాంకేతిక ఇబ్బందులు లేదా గత సంవత్సరాల్లోని ప్రతికూల ఫలితాల ద్వారా ఆగిపోని అభివృద్ధి.

మరియు మూడు సందర్భాల్లో, ఆవిష్కరణ యొక్క వాస్తవం అంతం కాదు, కానీ, దీనికి విరుద్ధంగా, పరిశోధన యొక్క కొత్త దిశ యొక్క ప్రారంభం, ఇది మన ప్రపంచాన్ని పరిశీలించడానికి కొత్త సాధనంగా మారింది. హిగ్స్ బోసాన్ యొక్క లక్షణాలు కొలవడానికి అందుబాటులోకి వచ్చాయి - మరియు ఈ డేటాలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కొత్త భౌతిక శాస్త్రం యొక్క ప్రభావాలను గుర్తించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. అధిక-శక్తి న్యూట్రినోల యొక్క పెరిగిన గణాంకాలకు ధన్యవాదాలు, న్యూట్రినో ఖగోళ భౌతికశాస్త్రం దాని మొదటి అడుగులు వేస్తోంది. గురుత్వాకర్షణ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రం నుండి కనీసం అదే ఇప్పుడు ఆశించబడుతుంది మరియు ఆశావాదానికి ప్రతి కారణం ఉంది.

మూలాలు:
1) LIGO సైంటిఫిక్ కాల్. మరియు విర్గో కోల్. బైనరీ బ్లాక్ హోల్ మెర్జర్ నుండి గురుత్వాకర్షణ తరంగాల పరిశీలన // ఫిజి. రెవ. లెట్. 11 ఫిబ్రవరి 2016న ప్రచురించబడింది.
2) డిటెక్షన్ పేపర్లు - ప్రధాన ఆవిష్కరణ కథనంతో పాటు సాంకేతిక కథనాల జాబితా.
3) ఇ. బెర్టి. దృక్కోణం: బ్లాక్ హోల్స్ విలీనం యొక్క మొదటి శబ్దాలు // భౌతికశాస్త్రం. 2016. V. 9. N. 17.

రివ్యూ మెటీరియల్స్:
1) డేవిడ్ బ్లెయిర్ మరియు ఇతరులు. గురుత్వాకర్షణ తరంగ ఖగోళశాస్త్రం: ప్రస్తుత స్థితి // arXiv:1602.02872.
2) బెంజమిన్ P. అబోట్ మరియు LIGO సైంటిఫిక్ కోలాబరేషన్ మరియు కన్య సహకారం. అధునాతన LIGO మరియు అధునాతన కన్యతో గురుత్వాకర్షణ-వేవ్ ట్రాన్సియెంట్‌లను గమనించడం మరియు స్థానీకరించడం కోసం అవకాశాలు // లివింగ్ రెవ్. సాపేక్షత. 2016. V. 19. N. 1.
3) O. D. అగ్యియర్. ప్రతిధ్వని-మాస్ గ్రావిటేషనల్ వేవ్ డిటెక్టర్ల గతం, వర్తమానం మరియు భవిష్యత్తు // Res. ఆస్ట్రాన్. ఆస్ట్రోఫీస్. 2011. V. 11. N. 1.
4) గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం శోధన - మ్యాగజైన్ వెబ్‌సైట్‌లోని పదార్థాల ఎంపిక సైన్స్గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం అన్వేషణలో.
5) మాథ్యూ పిట్కిన్, స్టువర్ట్ రీడ్, షీలా రోవాన్, జిమ్ హాగ్. ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రీ (గ్రౌండ్ అండ్ స్పేస్) ద్వారా గ్రావిటేషనల్ వేవ్ డిటెక్షన్ // arXiv:1102.3355.
6) V. B. బ్రాగిన్స్కీ. గురుత్వాకర్షణ-తరంగ ఖగోళశాస్త్రం: కొత్త కొలత పద్ధతులు // UFN. 2000. T. 170. pp. 743–752.
7) పీటర్ ఆర్. సాల్సన్.