Гараа даллавал таталцлын долгион орчлон ертөнц даяар гүйнэ.
С.Попов, М.Прохоров. Орчлон ертөнцийн хий үзэгдэл долгион
Хэдэн арван жил хүлээгдэж байсан астрофизикийн нэгэн үйл явдал боллоо. Хагас зуун жилийн эрэл хайгуулын үр дүнд Эйнштейний зуун жилийн өмнө таамаглаж байсан таталцлын долгион, орон зай цаг хугацааны чичиргээ эцэст нь нээгдэв. 2015 оны 9-р сарын 14-ний өдөр сайжруулсан LIGO ажиглалтын төв нь ойролцоогоор 1.3 тэрбум гэрлийн жилийн зайд орших алс холын галактикт 29 ба 36 нарны масстай хоёр хар нүх нийлснээр үүссэн таталцлын долгионыг илрүүлсэн. Таталцлын долгионы одон орон судлал нь физикийн бүрэн эрхт салбар болсон; Энэ нь бидэнд Орчлон ертөнцийг ажиглах шинэ арга замыг нээж өгсөн бөгөөд хүчтэй таталцлын урьд өмнө хүрч байгаагүй нөлөөг судлах боломжийг бидэнд олгоно.
Таталцлын долгион
Та таталцлын янз бүрийн онолыг гаргаж ирж болно. Ньютоны ертөнцийн таталцлын хууль болох түүний нэг илрэлээр хязгаарлагдах юм бол тэдгээр нь бүгд бидний ертөнцийг адилхан сайн дүрслэх болно. Гэхдээ нарны аймгийн хэмжээнд туршилтаар туршиж үзсэн өөр илүү нарийн таталцлын эффектүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь харьцангуйн ерөнхий онол (GR) гэсэн тодорхой нэг онолыг харуулж байна.
Харьцангуйн ерөнхий онол бол зүгээр нэг томъёоны багц биш, энэ нь таталцлын мөн чанарын үндсэн үзэл юм. Хэрэв ердийн физикийн хувьд орон зай нь зөвхөн арын дэвсгэр, физик үзэгдлийн сав болж үйлчилдэг бол GTR-д энэ нь өөрөө үзэгдэл болж, GTR хуулийн дагуу өөрчлөгддөг динамик хэмжигдэхүүн болдог. Гөлгөр дэвсгэртэй харьцуулахад орон зай-цаг хугацааны эдгээр гажуудал буюу геометрийн хэлээр орон-цаг хугацааны хэмжүүрийн гажуудал нь таталцлын хүч мэт мэдрэгддэг. Товчхондоо харьцангуйн ерөнхий онол таталцлын геометрийн гарал үүслийг илчилдэг.
Харьцангуйн ерөнхий онол нь таталцлын долгион гэсэн чухал таамаглалтай. Эдгээр нь орон зай-цаг хугацааны гажуудал бөгөөд "эх сурвалжаас салж", өөрийгөө тэтгэж, холдох чадвартай. Энэ бол таталцал өөрөө, хэний ч биш, өөрийнх нь юм. Альберт Эйнштейн эцэст нь 1915 онд харьцангуйн ерөнхий онолыг томъёолсон бөгөөд түүний гаргаж авсан тэгшитгэлүүд ийм долгион байх боломжтой гэдгийг бараг тэр даруй ойлгосон.
Аливаа шударга онолын нэгэн адил харьцангуйн ерөнхий онолын ийм тодорхой таамаглалыг туршилтаар баталгаажуулах ёстой. Аливаа хөдөлж буй бие нь таталцлын долгионыг ялгаруулж болно: гаригууд, дээш шидсэн чулуу эсвэл гарын долгион. Гэсэн хэдий ч асуудал нь таталцлын харилцан үйлчлэл маш сул байгаа тул ямар ч туршилтын төхөөрөмж энгийн "ялгаруулагч" -аас таталцлын долгионы ялгаралтыг илрүүлж чадахгүй.
Хүчтэй долгионыг "хөөх" тулд та орон зай-цаг хугацааг ихээхэн гажуудуулах хэрэгтэй. Тохиромжтой сонголт бол таталцлын радиусын дарааллын зайд ойрхон бүжиглэж бие биенээ тойрон эргэлддэг хоёр хар нүх юм (Зураг 2). Метрийн гажуудал нь маш хүчтэй байх тул энэ хосын энергийн мэдэгдэхүйц хэсэг нь таталцлын долгионд ялгарах болно. Эрчим хүчээ алдаж, хосууд ойртож, илүү хурдан эргэлдэж, хэмжигдэхүүнийг улам бүр гажуудуулж, илүү хүчтэй таталцлын долгион үүсгэх болно - эцэст нь энэ хосын бүх таталцлын талбарт эрс өөрчлөлт гарч, хоёр хар нүх нэгдэх хүртэл. нэг.
Хар нүхнүүдийн нэгдэл нь асар их хүч чадлын тэсрэлт боловч энэ бүх ялгарах энерги гэрэлд биш, бөөмс биш, харин орон зайн чичиргээнд ордог. Ялгарсан энерги нь хар нүхний анхны массын мэдэгдэхүйц хэсгийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ цацраг нь секундын багахан хугацаанд цацагдах болно. Үүнтэй төстэй хэлбэлзэл нь нейтрон оддын нэгдлээс үүсэх болно. Бага зэрэг сул таталцлын долгионы энерги ялгарах нь суперновагийн цөм нурах зэрэг бусад процессуудыг дагалддаг.
Хоёр авсаархан объектын нэгдлээс үүссэн таталцлын долгион нь маш тодорхой, сайн тооцоолсон дүр төрхтэй бөгөөд үүнийг Зураг дээр үзүүлэв. 3. Хэлбэлзлийн хугацаа нь бие биенээ тойрсон хоёр биетийн тойрог замын хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Таталцлын долгион нь энергийг зөөдөг; Үүний үр дүнд объектууд хоорондоо ойртож, илүү хурдан эргэлддэг - энэ нь хэлбэлзлийн хурдатгал болон далайц нэмэгдэхэд хоёуланд нь харагддаг. Хэзээ нэгэн цагт нэгдэл үүсч, сүүлчийн хүчтэй долгион гарч, дараа нь өндөр давтамжийн "цагираг" дагалддаг ( дуугарах) - үүссэн хар нүхний чичиргээ нь бүх бөмбөрцөг бус гажуудлыг "шиддэг" (энэ үе шатыг зураг дээр харуулаагүй болно). Энэхүү онцлог шинж чанарыг мэдэх нь физикчдэд маш их чимээ шуугиантай детекторын өгөгдөлд ийм нэгдлийн сул дохиог хайхад тусалдаг.
Орон зай-цаг хугацааны хэмжигдэхүүн дэх хэлбэлзэл - асар том дэлбэрэлтийн таталцлын долгионы цуурай нь эх үүсвэрээс бүх чиглэлд орчлон ертөнц даяар тархах болно. Тэдний далайц нь цэгийн эх үүсвэрийн гэрэлтэлт нь түүнээс холдох тусам буурдагтай адил зайнаас багасдаг. Алс холын галактикаас дэлбэрэлт Дэлхийд хүрэхэд хэмжигдэхүүнүүдийн хэлбэлзэл нь 10-22 ба түүнээс ч бага байх болно. Өөрөөр хэлбэл бие биенээсээ бие биенээсээ хамааралгүй биетүүдийн хоорондын зай үе үе нэмэгдэж, ийм харьцангуй хэмжээгээр багасах болно.
Энэ тооны хэмжээний дарааллыг масштабын үүднээс авч үзэхэд хялбар байдаг (V. M. Липуновын нийтлэлийг үзнэ үү). Нейтрон одод эсвэл оддын массын хар нүхнүүд нэгдэх үед тэдгээрийн хажууд байгаа хэмжүүрийн гажуудал нь маш том буюу 0.1-ийн дараалалд байдаг тул таталцал хүчтэй байдаг. Ийм ноцтой гажуудал нь эдгээр объектын хэмжээ, өөрөөр хэлбэл хэдэн километрийн дарааллаар газар нутгийг хамардаг. Эх үүсвэрээс холдох тусам хэлбэлзлийн далайц нь зайтай урвуу харьцаагаар буурдаг. Энэ нь 100 Mpc = 3·10 21 км-ийн зайд хэлбэлзлийн далайц 21 магнитудын дарааллаар буурч, ойролцоогоор 10 −22 болно гэсэн үг юм.
Мэдээжийн хэрэг, хэрэв нэгдэл манай гэр галактикт тохиолдвол Дэлхийд хүрэх орон зай-цаг хугацааны чичиргээ илүү хүчтэй болно. Гэхдээ ийм үйл явдал хэдэн мянган жилд нэг удаа тохиолддог. Тиймээс та зөвхөн хэдэн араваас хэдэн зуун мегапарсекийн зайд нейтрон одод эсвэл хар нүхний нэгдлийг мэдрэх чадвартай детекторт л найдаж болно, энэ нь олон мянга, сая галактикуудыг хамарна гэсэн үг юм.
Энд нэмж хэлэхэд таталцлын долгион байгаагийн шууд бус шинж тэмдэг аль хэдийн илэрсэн бөгөөд 1993 онд Физикийн Нобелийн шагнал хүртэж байсан. PSR B1913+16 хоёртын систем дэх пульсарын урт хугацааны ажиглалтууд нь таталцлын цацрагаас үүдэлтэй энергийн алдагдлыг тооцож үзэхэд тойрог замын хугацаа харьцангуй ерөнхий онолын таамаглаж байсантай яг ижил хурдаар буурдаг болохыг харуулсан. Энэ шалтгааны улмаас эрдэмтдийн бараг хэн нь ч таталцлын долгионы бодит байдалд эргэлздэггүй; Ганц асуулт бол тэднийг яаж барих вэ.
Хайлтын түүх
Таталцлын долгионыг хайх ажил хагас зуун жилийн өмнө эхэлсэн бөгөөд бараг тэр даруйдаа сенсаци болж хувирав. Мэрилэндийн их сургуулийн Жозеф Вебер анхны резонансын детекторыг зохион бүтээсэн: хажуу талдаа мэдрэмтгий пьезоэлектрик мэдрэгч бүхий, гаднах чичиргээнээс сайн чичиргээ тусгаарладаг хоёр метрийн цул хөнгөн цагаан цилиндр (Зураг 4). Таталцлын долгион өнгөрөхөд цилиндр нь орон зай-цаг хугацааны гажуудалтай цуурайтдаг бөгөөд үүнийг мэдрэгч бүртгэх ёстой. Вебер хэд хэдэн ийм детектор бүтээж, 1969 онд нэг хуралдааны үеэр тэдгээрийн уншилтад дүн шинжилгээ хийсний дараа тэрээр "таталцлын долгионы дууг" бие биенээсээ хоёр километрийн зайтай хэд хэдэн мэдрэгч дээр нэгэн зэрэг бүртгэсэн гэдгээ шууд хэлсэн (Ж. Вебер, 1969). Таталцлын цацрагийг илрүүлэх нотолгоо). Түүний зарласан хэлбэлзлийн далайц нь 10-16 гэсэн дарааллаар гайхалтай том, өөрөөр хэлбэл ердийн хүлээгдэж буй утгаас сая дахин их болсон. Веберийн захиасыг шинжлэх ухааны нийгэмлэг ихээхэн эргэлзээтэй хүлээж авсан; Түүгээр ч барахгүй ижил төстэй детектороор зэвсэглэсэн бусад туршилтын бүлгүүд дараа нь ижил төстэй дохиог барьж чадахгүй байв.
Гэсэн хэдий ч Веберийн хүчин чармайлт энэ бүхэл бүтэн судалгааны талбарт түлхэц өгч, долгионыг хайж эхэлсэн. 1970-аад оноос хойш Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Владимир Брагинский болон түүний мэргэжил нэгт нөхдийн хүчин чармайлтаар ЗХУ мөн энэ уралдаанд орсон (таталцлын долгионы дохио байхгүй байгааг харна уу). Хэрвээ охин нүхэнд унавал... гэсэн зохиолд тэр үеийн тухай сонирхолтой түүх бий. Дашрамд хэлэхэд Брагинский бол квант оптик хэмжилтийн бүхэл бүтэн онолын сонгодог бүтээлүүдийн нэг юм; Тэрээр оптик хэмжилтийн гол хязгаарлалт болох стандарт квант хэмжилтийн хязгаарын тухай ойлголтыг анх гаргаж ирсэн бөгөөд тэдгээрийг зарчмын хувьд хэрхэн даван туулж болохыг харуулсан. Веберийн резонансын хэлхээг сайжруулж, угсралтын гүн хөргөлтийн ачаар дуу чимээ эрс багассан (эдгээр төслүүдийн жагсаалт, түүхийг үзнэ үү). Гэсэн хэдий ч ийм бүх металл илрүүлэгчийн нарийвчлал нь хүлээгдэж буй үйл явдлыг найдвартай илрүүлэхэд хангалтгүй хэвээр байсан бөгөөд үүнээс гадна тэд зөвхөн килогерц орчимд маш нарийн давтамжийн мужид цуурайтахаар тохируулагдсан байв.
Нэгээс олон резонансын объект ашигладаг детекторууд илүү ирээдүйтэй мэт санагдсан боловч хоорондоо холбоогүй, бие даасан дүүжлэгдсэн хоёр биет, жишээлбэл, хоёр толь хоорондын зайг хянадаг. Таталцлын долгионы улмаас үүссэн орон зайн чичиргээнээс болж толь хоорондын зай бага зэрэг том эсвэл бага байх болно. Түүнээс гадна гар нь урт байх тусам өгөгдсөн далайцтай таталцлын долгионы үнэмлэхүй шилжилт их байх болно. Эдгээр чичиргээг толин тусгалуудын хооронд гүйх лазер туяагаар мэдэрч болно. Ийм схем нь 10 герцээс 10 килогерц хүртэлх өргөн хүрээний хэлбэлзлийг илрүүлэх чадвартай бөгөөд энэ нь хос нейтрон од эсвэл оддын масстай хар нүхнүүд ялгарах хүрээ юм.
Мишельсоны интерферометр дээр суурилсан энэхүү санааны орчин үеийн хэрэгжилт нь иймэрхүү харагдаж байна (Зураг 5). Толин тусгалуудыг хоёр урт, хэдэн километрийн урттай, бие биенээсээ перпендикуляр вакуум камерт өлгөдөг. Суурилуулалтын үүдэнд лазер туяа хуваагдаж, хоёр танхимаар дамжин өнгөрч, толин тусгалаас ойж, буцаж ирээд тунгалаг толинд дахин нэгддэг. Оптик системийн чанарын хүчин зүйл нь туйлын өндөр тул лазер туяа нь нэг удаа нааш цааш дамжихгүй, харин энэхүү оптик резонаторт удаан хугацаагаар үлддэг. "Чимээгүй" төлөвт хоёр цацраг дахин нийлсний дараа мэдрэгчийн чиглэлд бие биенээ цуцалж, дараа нь фотодетектор бүрэн сүүдэрт байхаар уртыг сонгоно. Гэвч таталцлын долгионы нөлөөн дор толин тусгалууд микроскопийн зайд шилжих үед хоёр цацрагийн нөхөн олговор бүрэн бус болж, фотодетектор гэрлийг барьж авдаг. Мөн офсет илүү хүчтэй байх тусам гэрэл мэдрэгч илүү тод гэрэлтэх болно.
"Микроскоп нүүлгэн шилжүүлэлт" гэсэн үгс нь үр нөлөөний нарийн мэдрэмжийг илэрхийлэхэд ойртдоггүй. Толин тусгалуудыг гэрлийн долгионы уртаар, өөрөөр хэлбэл микроноор солих нь ямар ч заль мэхгүйгээр ч анзаарагдахад хялбар байдаг. Харин гарны урт 4 км бол энэ нь 10-10 далайцтай орон зай-цаг хугацааны хэлбэлзэлтэй тохирч байна. Толин тусгалуудыг атомын диаметрээр нүүлгэж байгааг анзаарах нь бас асуудал биш юм - энэ нь хэдэн мянган удаа нааш цааш гүйж, хүссэн фазын шилжилтийг олж авах лазер туяаг асаахад хангалттай. Гэхдээ энэ нь мөн дээд тал нь 10 -14-ийг өгдөг. Мөн бид шилжилтийн хэмжүүрээс хэдэн сая дахин буурах хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл толин тусгал шилжилтийг нэг атомаар ч биш, харин атомын цөмийн мянганы нэгээр бүртгэж сурах хэрэгтэй!
Энэхүү гайхалтай технологид хүрэх замд физикчид олон бэрхшээлийг даван туулах шаардлагатай болсон. Тэдгээрийн зарим нь зөвхөн механик шинж чанартай байдаг: гаднах чичиргээнээс аль болох ангижрахын тулд та өөр суспенз дээр өлгөгдсөн, гурав дахь дүүжлүүр гэх мэт том толь өлгөх хэрэгтэй. Бусад асуудлууд нь мөн багажийн шинж чанартай боловч оптик юм. Жишээлбэл, оптик системд эргэлдэж буй цацраг нь илүү хүчтэй байх тусам толин тусгалуудын шилжилтийг гэрэл мэдрэгч илрүүлж болно. Гэхдээ хэт хүчтэй цацраг нь оптик элементүүдийг жигд бус халаах бөгөөд энэ нь цацрагийн шинж чанарт сөргөөр нөлөөлнө. Энэ нөлөөг ямар нэгэн байдлаар нөхөх ёстой бөгөөд үүний тулд 2000-аад онд энэ сэдвээр бүхэл бүтэн судалгааны хөтөлбөрийг эхлүүлсэн (энэ судалгааны талаархи түүхийг "Өндөр мэдрэмтгий таталцлын долгион илрүүлэгч рүү хүрэх замд саад тотгорыг даван туулах тухай мэдээг үзнэ үү" ”, 2006-06-27). Эцэст нь, хөндий дэх фотонуудын квант үйлдэл, тодорхойгүй байдлын зарчимтай холбоотой үндсэн физик хязгаарлалтууд байдаг. Тэд мэдрэгчийн мэдрэмжийг стандарт квант хязгаар гэж нэрлэдэг утгыг хязгаарладаг. Гэсэн хэдий ч физикчид лазерын гэрлийн ухаалгаар бэлтгэсэн квант төлөвийг ашиглан үүнийг даван туулж сурсан (J. Aasi et al., 2013. Гэрлийн шахагдсан төлөвийг ашиглан LIGO таталцлын долгион илрүүлэгчийн мэдрэг чанарыг сайжруулсан).
Таталцлын долгионы төлөөх уралдаанд улс орнуудын бүхэл бүтэн жагсаалт оролцож байна; Орос улс Баксан обсерваторид өөрийн гэсэн суурилуулалттай бөгөөд энэ тухай Дмитрий Завилгельскийн алдартай шинжлэх ухааны баримтат кинонд дүрсэлсэн байдаг. "Долгион ба бөөмсийг хүлээж байна". Энэ уралдааны удирдагчид нь одоо Америкийн LIGO төсөл ба Италийн Virgo илрүүлэгч гэсэн хоёр лаборатори юм. LIGO нь Ханфорд (Вашингтон муж) болон Ливингстон (Луизиана) хотуудад байрладаг бөгөөд бие биенээсээ 3000 км-ийн зайд тусгаарлагдсан хоёр ижил детекторыг агуулдаг. Хоёр тохиргоотой байх нь хоёр шалтгааны улмаас чухал юм. Нэгдүгээрт, дохиог хоёр мэдрэгч нэгэн зэрэг харсан тохиолдолд л бүртгэгдсэн гэж үзнэ. Хоёрдугаарт, хоёр суурилуулалтад таталцлын долгионы ирэлтийн зөрүүгээр - энэ нь 10 миллисекунд хүрч чаддаг - энэ дохио тэнгэрийн аль хэсгээс ирснийг ойролцоогоор тодорхойлох боломжтой. Хоёр детектортой бол алдаа маш их байх болно, гэхдээ Virgo ашиглалтад ороход нарийвчлал мэдэгдэхүйц нэмэгдэх болно.
Хатуухан хэлэхэд таталцлын долгионыг интерферометрээр илрүүлэх санааг анх 1962 онд Зөвлөлтийн физикч М.Е.Герценштейн, В.И.Пустовойт нар дэвшүүлсэн. Тэр үед лазерыг дөнгөж зохион бүтээж байсан бөгөөд Вебер өөрийн резонансын мэдрэгчийг бүтээж эхэлжээ. Гэсэн хэдий ч энэ нийтлэл Баруунд анзаарагдаагүй бөгөөд үнэнийг хэлэхэд бодит төслүүдийг боловсруулахад нөлөөлөөгүй (Таталцлын долгион илрүүлэх физикийн түүхэн тоймыг үзнэ үү: резонансын ба интерферометрийн детектор).
LIGO таталцлын ажиглалтын газрыг байгуулах нь Массачусетсийн Технологийн Институт (MIT) болон Калифорнийн Технологийн Институт (Калтех) гурван эрдэмтний санаачилга юм. Эдгээр нь интерферометрийн таталцлын долгионы детекторын санааг хэрэгжүүлсэн Райнер Вайсс, илрүүлэхэд хангалттай лазер гэрлийн тогтвортой байдлыг олж авсан Рональд Древер, одоо олон нийтэд сайн танигдсан төслийн онолч Кип Торн нар юм. "Intersllar" киноны шинжлэх ухааны зөвлөхөөр. Та LIGO-ийн эхэн үеийн түүхийн талаар Райнер Вайстай саяхан хийсэн ярилцлага болон Жон Прескилийн дурсамжаас уншиж болно.
Таталцлын долгионыг интерферометрээр илрүүлэх төсөлтэй холбоотой үйл ажиллагаа 1970-аад оны сүүлээр эхэлсэн бөгөөд эхэндээ олон хүмүүс энэ ажлыг хэрэгжүүлэх боломжтой гэдэгт эргэлзэж байв. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн анхны загваруудыг үзүүлсний дараа одоогийн LIGO загварыг бичиж, батлав. Энэ нь 20-р зууны сүүлийн арван жилд баригдсан.
Хэдийгээр төслийн анхны түлхэц нь АНУ-аас ирсэн ч LIGO бол үнэхээр олон улсын төсөл юм. Үүнд 15 улс санхүүгийн болон оюуны хөрөнгө оруулалт хийсэн бөгөөд мянга гаруй хүн хамтын ажиллагааны гишүүн юм. Төслийг хэрэгжүүлэхэд Зөвлөлт ба Оросын физикчид чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. LIGO төслийг хэрэгжүүлэхэд Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Владимир Брагинскийн аль хэдийн дурдсан бүлэг эхнээсээ идэвхтэй оролцож, дараа нь Нижний Новгородын Хэрэглээний Физикийн Хүрээлэн мөн хамтын ажиллагаанд нэгдсэн.
LIGO ажиглалтын төв нь 2002 онд ажиллаж эхэлсэн бөгөөд 2010 он хүртэл зургаан удаа шинжлэх ухааны ажиглалтын хуралдаан зохион байгуулжээ. Таталцлын долгионы тэсрэлт найдвартай илрээгүй бөгөөд физикчид зөвхөн ийм үйл явдлын давтамжийн дээд хязгаарыг тогтоох боломжтой байв. Гэсэн хэдий ч энэ нь тэднийг тийм ч их гайхшруулсангүй: детекторын "сонсож" байсан орчлон ертөнцийн энэ хэсэгт хангалттай хүчтэй сүйрлийн магадлал бага байсан: ойролцоогоор хэдэн арван жилд нэг удаа.
Төгсгөлийн шугам
2010-2015 онуудад LIGO болон Virgo-ийн хамтын ажиллагаа нь тоног төхөөрөмжийг эрс шинэчилсэн (Гэхдээ Virgo бэлтгэлийн шатандаа байгаа). Тэгээд одоо удаан хүлээсэн бай шууд харагдана. LIGO - эс тэгвээс aLIGO ( Нарийвчилсан LIGO) - одоо 60 мегапарсекийн зайд нейтрон од, хар нүхнүүд хэдэн зуун мегапарсекийн зайд үүссэн тэсрэлтийг барихад бэлэн байв. Таталцлын долгионыг сонсоход нээлттэй Орчлон ертөнцийн дууны хэмжээ өмнөх хуралдаануудтай харьцуулахад арав дахин нэмэгдсэн байна.
Дараагийн таталцлын долгионы тэсрэлт хэзээ, хаана болохыг таамаглах боломжгүй нь мэдээж. Гэхдээ шинэчлэгдсэн детекторуудын мэдрэмтгий чанар нь жилд хэд хэдэн нейтрон оддын нийлэлтийг тооцох боломжтой болсон тул эхний дөрвөн сарын ажиглалтын хуралдааны үеэр анхны дэлбэрэлтийг аль хэдийн хүлээж байсан. Хэрэв бид хэдэн жил үргэлжилсэн бүхэл бүтэн aLIGO төслийн талаар ярих юм бол шийдвэр нь маш тодорхой байсан: тэсрэлтүүд ар араасаа унах болно, эсвэл ерөнхий харьцангуйн ямар нэг зүйл үндсэндээ ажиллахгүй байна. Аль аль нь том нээлт болно.
2015 оны 9-р сарын 18-наас 2016 оны 1-р сарын 12-ны хооронд aLIGO-ийн ажиглалтын анхны хуралдаан боллоо. Энэ бүх хугацаанд таталцлын долгионыг бүртгэсэн тухай цуу яриа интернетээр тархсан боловч хамтын ажиллагаа чимээгүй хэвээр байв: "Бид мэдээлэл цуглуулж, дүн шинжилгээ хийж байгаа бөгөөд үр дүнг мэдээлэхэд хараахан бэлэн болоогүй байна." Шинжилгээний явцад хамтын ажиллагааны гишүүд өөрсдөө жинхэнэ таталцлын долгионыг харж байгаа гэдэгт бүрэн итгэлтэй байж чадахгүй байгаа нь нэмэлт сонирхол татсан юм. LIGO-д компьютерийн үүсгэсэн тэсрэлтийг хааяа бодит мэдээллийн урсгалд зохиомлоор оруулдаг нь баримт юм. Үүнийг "сохор тарилга" гэж нэрлэдэг бөгөөд бүх бүлгээс зөвхөн гурван хүн (!) үүнийг дур мэдэн гүйцэтгэдэг системд хандах боломжтой. Багийнхан энэ өсөлтийг хянаж, хариуцлагатай дүн шинжилгээ хийж, шинжилгээний хамгийн сүүлийн шатанд л "хөрүүд илэрсэн" бөгөөд хамтын ажиллагааны гишүүд энэ нь бодит үйл явдал уу эсвэл сонор сэрэмжтэй байдлын шалгуур уу гэдгийг олж мэдэх ёстой. Дашрамд дурдахад, 2010 онд ийм нэгэн тохиолдлоор нийтлэл бичих хэмжээнд хүрсэн боловч илрүүлсэн дохио нь зүгээр л "сохор чихмэл" болж хувирсан.
Уянгын ухралт
Энэ мөчийн баяр ёслолыг дахин мэдрэхийн тулд би энэ түүхийг нөгөө талаас, шинжлэх ухааны дотоод талаас нь харахыг санал болгож байна. Шинжлэх ухааны нарийн төвөгтэй, даван туулах боломжгүй ажил хэдэн жилийн турш шийдэгдээгүй бол энэ нь ердийн ажлын мөч юм. Энэ нь нэгээс олон үеийн туршид өгөөж өгөхгүй бол үүнийг огт өөрөөр хүлээн авдаг.
Сургуулийн сурагч байхдаа та шинжлэх ухааны алдартай ном уншиж, шийдвэрлэхэд хэцүү, гэхдээ аймшигтай сонирхолтой шинжлэх ухааны оньсоготой танилцдаг. Оюутан байхдаа та физикийн чиглэлээр суралцаж, илтгэл тавьж, заримдаа тохиромжтой ч бай, үгүй ч бай эргэн тойрныхоо хүмүүс танд түүний оршин байгааг сануулдаг. Дараа нь та өөрөө шинжлэх ухаан хийж, физикийн өөр чиглэлээр ажилладаг, гэхдээ үүнийг шийдэх амжилтгүй оролдлогуудын талаар байнга сонсдог. Мэдээжийн хэрэг та хаа нэгтээ үүнийг шийдвэрлэхийн тулд идэвхтэй хүчин чармайлт гаргаж байгааг ойлгож байгаа ч гадны хүний хувьд эцсийн үр дүн өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Асуудлыг статик дэвсгэр, чимэглэл, физикийн мөнхийн, бараг өөрчлөгдөөгүй элемент гэж таны шинжлэх ухааны амьдралын хэмжүүр гэж үздэг. Үргэлж байсан, байх ч ажил шиг.
Тэгээд дараа нь - тэд үүнийг шийддэг. Гэнэт, хэдэн өдрийн масштабаар та дэлхийн физик дүр төрх өөрчлөгдсөнийг мэдэрч, одоо үүнийг өөр нэр томъёогоор томъёолж, өөр асуулт асуух ёстой.
Таталцлын долгионыг хайж байгаа хүмүүсийн хувьд энэ даалгавар мэдээж өөрчлөгдөөгүй. Тэд зорилгоо хардаг, юунд хүрэх ёстойг мэддэг. Мэдээжийн хэрэг, байгаль тэднийг хагас замд нь угтаж, ойр орчмын галактикт хүчтэй цацрах болно гэж найдаж байгаа ч тэр үед байгаль нь тийм ч их дэмжлэг үзүүлэхгүй байсан ч эрдэмтэдээс нуугдаж чадахгүй гэдгийг тэд ойлгож байна. . Тэд техникийн зорилгодоо яг хэзээ хүрч чадах вэ гэдэг цорын ганц асуулт юм. Хэдэн арван жилийн турш таталцлын долгионыг хайж байсан хүний энэ мэдрэмжийн тухай түүхийг аль хэдийн дурдсан киноноос сонсож болно. "Долгион ба бөөмсийг хүлээж байна".
Нээлт
Зураг дээр. Зураг 7-д үндсэн үр дүнг харуулав: хоёр детекторын тэмдэглэсэн дохионы профайл. Дуу чимээний дэвсгэр дээр хүссэн хэлбэрийн хэлбэлзэл эхлээд сул гарч, дараа нь далайц, давтамж нэмэгдэж байгааг харж болно. Тоон симуляцийн үр дүнтэй харьцуулах нь ямар объектууд нэгдэж байгааг олж мэдэх боломжийг бидэнд олгосон: эдгээр нь ойролцоогоор 36 ба 29 нарны масстай хар нүхнүүд бөгөөд 62 нарны масстай нэг хар нүхэнд нийлсэн (бүгд алдаа Эдгээр тоо нь 90% -ийн итгэлцлийн интервалтай тохирч байгаа нь 4 нарны масс юм). Үүссэн хар нүх нь урьд өмнө ажиглагдсан хамгийн хүнд оддын масстай хар нүх болохыг зохиогчид тэмдэглэжээ. Анхны хоёр биет болон эцсийн хар нүхний нийт массын зөрүү нь нарны масс 3±0.5 байна. Энэхүү таталцлын массын согогийг 20 миллисекунд орчимд ялгарах таталцлын долгионы энерги болгон бүрэн хувиргасан. Тооцооллоор таталцлын долгионы оргил хүч 3.6 10 56 эрг/с буюу массын хувьд ойролцоогоор 200 нарны масс/секундэд хүрсэн байна.
Илэрсэн дохионы статистик ач холбогдол нь 5.1σ байна. Өөрөөр хэлбэл, эдгээр статистик хэлбэлзэл нь хоорондоо давхцаж, санамсаргүй тохиолдлоор ийм тэсрэлт үүсгэсэн гэж үзвэл ийм үйл явдал 200 мянган жил хүлээх шаардлагатай болно. Энэ нь илрүүлсэн дохио нь хэлбэлзэл биш гэдгийг итгэлтэйгээр хэлэх боломжийг бидэнд олгодог.
Хоёр детекторын хоорондох хугацааны саатал ойролцоогоор 7 миллисекунд байв. Энэ нь дохио ирэх чиглэлийг тооцоолох боломжтой болсон (Зураг 9). Зөвхөн хоёр детектор байдаг тул нутагшуулалт нь маш ойролцоо болсон: параметрийн хувьд тохиромжтой селестиел бөмбөрцгийн бүс нь 600 квадрат градус юм.
LIGO-ийн хамтын ажиллагаа нь зөвхөн таталцлын долгионыг бүртгэх баримтыг хэлэхээр хязгаарлагдахгүй бөгөөд энэ ажиглалт нь астрофизикт үзүүлэх нөлөөллийн анхны шинжилгээг хийсэн. Тухайн өдөр сэтгүүлд нийтлэгдсэн GW150914 хоёртын хар нүхний нэгдлийн астрофизик үр дагавар гэсэн өгүүлэлд Астрофизикийн сэтгүүлийн захидал, зохиогчид ийм хар нүхний нэгдэх давтамжийг тооцоолсон. Үүний үр дүнд жилд нэг шоо гигапарсек тутамд дор хаяж нэг нэгдэл гарсан нь энэ талаар хамгийн өөдрөг загваруудын таамаглалтай нийцэж байна.
Таталцлын долгион бидэнд юу хэлж өгдөг
Олон арван жилийн эрэл хайгуулын үр дүнд шинэ үзэгдлийн нээлт нь төгсгөл биш, харин физикийн шинэ салбарын эхлэл юм. Мэдээжийн хэрэг, хоёр харын нэгдлээс үүсэх таталцлын долгионыг бүртгэх нь өөрөө чухал юм. Энэ бол хар нүх, давхар хар нүх, таталцлын долгионы бодит байдлын шууд нотолгоо бөгөөд ерөнхийдөө харьцангуйн ерөнхий онолын үндэс болсон таталцлын геометрийн хандлага зөв байдгийн баталгаа юм. Гэхдээ физикчдийн хувьд таталцлын долгионы одон орон судлал нь судалгааны шинэ хэрэгсэл болж, урьд өмнө нь боломжгүй байсан зүйлийг судлах боломжтой болж байгаа нь үнэ цэнэтэй зүйл биш юм.
Нэгдүгээрт, энэ бол орчлон ертөнцийг үзэх, сансрын сүйрлийг судлах шинэ арга юм. Таталцлын долгионы хувьд ямар ч саад бэрхшээл байхгүй; Тэд бие даасан байдаг: тэдний профайл нь тэднийг төрүүлсэн үйл явцын талаархи мэдээллийг агуулдаг. Эцэст нь хэлэхэд, хэрэв нэг том дэлбэрэлт нь оптик, нейтрино, таталцлын тэсрэлт үүсгэдэг бол бид бүгдийг нь барьж, бие биетэйгээ харьцуулж, тэнд юу болсон талаар урьд өмнө нь олж чадаагүй нарийн ширийн зүйлийг ойлгохыг оролдож болно. Нэг үйл явдлын ийм өөр өөр дохиог барьж, харьцуулах чадвартай байх нь бүх дохионы одон орон судлалын гол зорилго юм.
Таталцлын долгионы детекторууд илүү мэдрэмтгий болох үед орон зай-цаг хугацааны чичиргээг нэгдэх мөчид биш, харин түүнээс хэдхэн секундын өмнө илрүүлэх боломжтой болно. Тэд анхааруулах дохиогоо ажиглалтын станцуудын ерөнхий сүлжээнд автоматаар илгээх бөгөөд астрофизикийн дуран хиймэл дагуулууд санал болгож буй нэгдэх координатыг тооцоолсны дараа эдгээр секундын дотор хүссэн чиглэлд эргэж, оптик тэсрэлтээс өмнө тэнгэрийн зургийг авч эхлэх болно. эхэлдэг.
Хоёрдугаарт, таталцлын долгионы тэсрэлт нь нейтрон оддын талаар шинэ зүйлийг сурах боломжийг бидэнд олгоно. Нейтрон оддын нэгдэл нь үнэн хэрэгтээ нейтрон одод дээр хийсэн хамгийн сүүлийн үеийн туршилт бөгөөд байгаль бидний төлөө хийж чадах хамгийн эрс тэс туршилт бөгөөд үзэгчдийн хувьд бид зөвхөн үр дүнг нь ажиглах хэрэгтэй болно. Ийм нэгдлийн ажиглалтын үр дагавар нь янз бүр байж болно (Зураг 10), тэдгээрийн статистикийг цуглуулснаар бид нейтрон оддын ийм чамин орчин дахь зан төлөвийг илүү сайн ойлгож чадна. Энэ чиглэлийн өнөөгийн байдлын тоймыг саяхан хэвлэгдсэн С.Россвог, 2015. Авсаархан хоёртын нэгдлийн олон мессенжерийн зураг.
Гуравдугаарт, суперновагаас гарч буй тэсрэлтийг бүртгэж, оптик ажиглалттай харьцуулах нь сүйрлийн эхэн үед тэнд юу болж байгааг нарийвчлан ойлгох боломжтой болно. Одоо физикчид энэ үйл явцыг тоон загварчлахад бэрхшээлтэй хэвээр байна.
Дөрөвдүгээрт, таталцлын онолд хамрагдсан физикчдэд хүчтэй таталцлын нөлөөг судлах "лаборатори" бий. Өнөөг хүртэл харьцангуйн ерөнхий онолын бүх үр нөлөө нь сул талбар дахь таталцалтай шууд холбоотой байв. Сансар огторгуйн сүйрлийн оптик цуурайгаар дамжуулан орон зай-цаг хугацааны гажуудал өөртэйгөө хүчтэй харилцан үйлчилж эхлэхэд хүчтэй таталцлын нөхцөлд юу болдгийг бид таамаглаж чадна.
Тавдугаарт, таталцлын чамин онолыг турших шинэ боломж бий. Орчин үеийн физикт ийм олон онолууд байдаг, жишээлбэл, А.Н.Петровын "Таталцал" хэмээх алдартай номноос тэдэнд зориулсан бүлгийг үзнэ үү. Эдгээр онолуудын зарим нь сул талбарын хязгаарт харьцангуйн ерөнхий онолтой төстэй боловч таталцлын хүч маш хүчтэй болоход тэс өөр байж болно. Бусад нь таталцлын долгионы хувьд шинэ төрлийн туйлшрал байгааг хүлээн зөвшөөрч, гэрлийн хурдаас арай өөр хурдыг таамаглаж байна. Эцэст нь орон зайн нэмэлт хэмжээсүүдийг багтаасан онолууд байдаг. Таталцлын долгионд тулгуурлан тэдний талаар юу хэлэх вэ гэдэг нь нээлттэй асуулт боловч эндээс зарим мэдээлэл ашиг олох боломжтой нь тодорхой юм. Таталцлын долгионыг нээснээр юу өөрчлөгдөх тухай одон орон физикчдийн өөрсдийн санал бодлыг Постнаука сэтгүүлээс уншихыг зөвлөж байна.
Ирээдүйн төлөвлөгөө
Таталцлын долгионы одон орон судлалын хэтийн төлөв нь хамгийн урам зоригтой байдаг. Одоо зөвхөн aLIGO детекторын анхны, хамгийн богино ажиглалтын сесс дууссан бөгөөд энэ богино хугацаанд тодорхой дохио илэрсэн байна. Үүнийг хэлэх нь илүү зөв байх болно: анхны дохио нь албан ёсоор эхлэхээс өмнө баригдсан бөгөөд хамтын ажиллагаа нь дөрвөн сарын ажлынхаа талаар хараахан мэдээлээгүй байна. Хэн мэдэх вэ, магадгүй тэнд хэд хэдэн нэмэлт өргөлтүүд байгаа болов уу? Ямар нэг байдлаар, гэхдээ цаашлаад детекторуудын мэдрэмж нэмэгдэж, таталцлын долгионы ажиглалт хийх боломжтой ертөнцийн хэсэг өргөжих тусам бүртгэгдсэн үйл явдлын тоо нуранги шиг өсөх болно.
LIGO-Virgo сүлжээний хүлээгдэж буй сессийн хуваарийг Зураг дээр үзүүлэв. 11. Зургаан сарын хугацаатай хоёр дахь хуралдаан энэ оны сүүлээр эхлэх бөгөөд гурав дахь хуралдаан нь 2018 оныг бараг бүхэлд нь авч, үе шат бүрт детекторын мэдрэмж нэмэгдэнэ. Ойролцоогоор 2020 он гэхэд aLIGO нь төлөвлөсөн мэдрэмждээ хүрэх ёстой бөгөөд энэ нь мэдрэгч нь орчлон ертөнцийг биднээс алслагдсан нейтрон оддын нийлэлтийг 200 Mpc хүртэлх зайд судлах боломжийг олгоно. Илүү эрч хүчтэй хар нүхний нэгдэх үйл явдлуудын хувьд мэдрэмж нь бараг гигапарсек хүрч чаддаг. Ямар нэгэн байдлаар ажиглалт хийх боломжтой Орчлон ертөнцийн хэмжээ эхний сесстэй харьцуулахад хэдэн арван дахин нэмэгдэх болно.
Италийн шинэчлэгдсэн Virgo лаборатори мөн энэ оны сүүлээр ажиллах болно. Түүний мэдрэмтгий чанар нь LIGO-ээс арай бага боловч нэлээд сайн хэвээр байна. Гурвалжингийн аргын ачаар огторгуйд бие биенээсээ хол зайд байрлуулсан детекторуудын гурвалсан нь селестиел бөмбөрцөг дээрх эх үүсвэрийн байрлалыг илүү сайн сэргээх боломжийг олгоно. Хэрэв одоо хоёр детектортой бол нутагшуулах талбай нь хэдэн зуун квадрат градуст хүрвэл гурван мэдрэгч үүнийг хэдэн арван болгож бууруулна. Нэмж дурдахад яг ижил төстэй KAGRA гравитацийн долгионы антенныг Японд барьж байгаа бөгөөд 2-3 жилийн дараа ашиглалтад орох бөгөөд Энэтхэгт 2022 онд LIGO-Энэтхэг детекторыг эхлүүлэхээр төлөвлөж байна. Үүний үр дүнд хэдэн жилийн дараа таталцлын долгион мэдрэгч бүхий бүхэл бүтэн сүлжээ ажиллаж, дохиог тогтмол бүртгэх болно (Зураг 13).
Эцэст нь таталцлын долгионы хэрэгслийг сансарт хөөргөхөөр төлөвлөж байна, ялангуяа eLISA төсөл. Хоёр сарын өмнө анхны туршилтын хиймэл дагуулыг тойрог замд оруулсан бөгөөд түүний даалгавар нь технологиудыг турших явдал юм. Таталцлын долгионыг бодитоор илрүүлэхэд хол байна. Гэвч энэ бүлэг хиймэл дагуулууд мэдээлэл цуглуулж эхлэхэд бага давтамжийн таталцлын долгионоор дамжуулан Орчлон ертөнцөд өөр нэг цонх нээгдэнэ. Таталцлын долгионд хандах энэхүү бүх долгионы арга нь талбайн урт хугацааны гол зорилго юм.
Зэрэгцээ байдал
Таталцлын долгионыг нээсэн нь сүүлийн жилүүдэд гурав дахь удаагаа физикчид бүх саад бэрхшээлийг даван туулж, манай ертөнцийн бүтцийн урьд өмнө мэдэгдээгүй нарийн ширийн зүйлийг олж мэдсэн юм. 2012 онд бараг хагас зуун жилийн өмнө таамаглаж байсан Хиггс бозоныг нээсэн. 2013 онд IceCube нейтрино детектор нь астрофизик нейтриногийн бодит байдлыг нотолж, өндөр энергитэй нейтриногоор дамжуулан цоо шинэ, урьд нь хүртээмжгүй байдлаар "орчлон ертөнцийг харж" эхэлсэн. Одоо байгаль дахин хүнд бууж өгөв: орчлон ертөнцийг ажиглах таталцлын долгионы "цонх" нээгдэж, үүний зэрэгцээ хүчтэй таталцлын нөлөөг шууд судлах боломжтой болжээ.
Энд байгалиас заяасан "үнэгүй" зүйл байхгүй гэж хэлэх ёстой. Эрэл маш удаан үргэлжилсэн боловч үр дүнд хүрсэнгүй, учир нь хэдэн арван жилийн өмнө төхөөрөмж эрчим хүч, цар хүрээ, мэдрэмжийн хувьд үр дүнд хүрээгүй. Техникийн бэрхшээл, өнгөрсөн жилүүдийн сөрөг үр дагавраар зогссонгүй, технологийн тогтвортой, зорилтот хөгжил нь зорилгод хүргэсэн юм.
Гурван тохиолдлын хувьд нээлтийн баримт нь төгсгөл биш, харин эсрэгээрээ судалгааны шинэ чиглэлийн эхлэл байсан бөгөөд энэ нь бидний ертөнцийг судлах шинэ хэрэгсэл болсон юм. Хиггс бозоны шинж чанаруудыг хэмжих боломжтой болсон бөгөөд энэ өгөгдөлд физикчид Шинэ Физикийн нөлөөг ялгахыг оролдож байна. Өндөр энергитэй нейтриногийн статистик нэмэгдсэний ачаар нейтрино астрофизик анхны алхмуудыг хийж байна. Наад зах нь таталцлын долгионы одон орон судлалаас ч мөн адил зүйлийг хүлээж байгаа бөгөөд өөдрөг үзэлтэй байх бүх шалтгаан бий.
Эх сурвалжууд:
1) LIGO Scientific Coll. болон Virgo Coll. Хоёртын хар нүхний нэгдэлээс таталцлын долгионыг ажиглах нь // Физик. Илч. Летт. 2016 оны 2-р сарын 11-нд нийтлэгдсэн.
2) Илрүүлэх баримтууд - үндсэн нээлтийн нийтлэлийг дагалдах техникийн нийтлэлүүдийн жагсаалт.
3) Э.Берти. Үзэл бодол: Хар нүхийг нэгтгэх анхны чимээ // Физик. 2016. V. 9. N. 17.
Шалгах материал:
1) Дэвид Блэйр нар. Таталцлын долгионы одон орон судлал: өнөөгийн байдал // arXiv: 1602.02872.
2) Бенжамин П.Эбботт болон LIGO-ийн шинжлэх ухааны хамтын ажиллагаа, Охины ордны хамтын ажиллагаа. Нарийвчилсан LIGO болон дэвшилтэт Virgo бүхий таталцлын долгионы шилжилтийг ажиглаж, нутагшуулах хэтийн төлөв // Амьд Илч. Харьцангуй. 2016. V. 19. N. 1.
3) О.Д.Агуиар. Резонансын массын таталцлын долгион илрүүлэгчийн өнгөрсөн, одоо ба ирээдүй // Res. Астрон. Астрофиз. 2011. V. 11. N. 1.
4) Таталцлын долгионыг хайх - сэтгүүлийн вэбсайт дээрх материалын сонголт Шинжлэх ухаантаталцлын долгионыг хайх тухай.
5) Мэттью Питкин, Стюарт Рейд, Шейла Роуэн, Жим Хоу. Таталцлын долгионыг интерферометрээр илрүүлэх (газар ба орон зай) // arXiv:1102.3355.
6) В.Б.Брагинский. Таталцлын долгионы одон орон судлал: хэмжих шинэ аргууд // UFN. 2000. T. 170. хуудас 743–752.
7) Питер Р.Саулсон.
Өчигдөр дэлхий нийтийг цочирдуулав: эрдэмтэд Эйнштейний зуун жилийн өмнө таамаглаж байсан таталцлын долгионыг нээсэн. Энэ бол нээлт юм. Орон зай-цаг хугацааны гажуудал (эдгээр нь таталцлын долгион - одоо бид юу болохыг тайлбарлах болно) LIGO ажиглалтын төвд нээсэн бөгөөд түүнийг үүсгэн байгуулагчдын нэг нь - та хэн гэж бодож байна вэ? -Кип Торн, номын зохиогч.
Бид таталцлын долгионыг нээх нь яагаад ийм чухал болохыг, Марк Зукербергийн хэлсэн үгийг хэлж, мэдээжийн хэрэг эхний хүнээс түүхийг хуваалцъя. Кип Торн, хэний ч адил төсөл хэрхэн хэрэгждэг, юу нь ер бусын байдаг, LIGO нь хүн төрөлхтний хувьд ямар ач холбогдолтой болохыг мэддэг. Тийм ээ, тийм ээ, бүх зүйл маш ноцтой юм.
Таталцлын долгионы нээлт
Шинжлэх ухааны ертөнц 2016 оны 2-р сарын 11-ний өдрийг үүрд дурсан санах болно. Энэ өдөр LIGO төслийн оролцогчид маш олон дэмий оролдлогын дараа таталцлын долгион олдсоныг зарлав. Энэ бол бодит байдал. Үнэндээ тэд арай эрт нээгдсэн: 2015 оны 9-р сард, харин өчигдөр нээлтийг албан ёсоор хүлээн зөвшөөрсөн. Эрдэмтэд физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртэх нь гарцаагүй гэж Guardian үзэж байна.
Таталцлын долгионы шалтгаан нь дэлхийгээс тэрбум гэрлийн жилийн өмнө үүссэн хоёр хар нүхний мөргөлдөөн юм. Манай орчлон ертөнц ямар том болохыг та төсөөлж байна уу! Хар нүхнүүд нь маш том биетүүд тул орон зай-цаг хугацааг бага зэрэг гажуудуулж долгион илгээдэг. Тиймээс усанд хаясан чулуунаас тархсан долгионтой төстэй долгионууд гарч ирдэг.
Жишээлбэл, өтний нүхнээс таталцлын долгион дэлхий рүү ирж байгааг ингэж төсөөлж болно. "Одод хоорондын." номноос авсан зураг. Хөшигний ард шинжлэх ухаан"
Үүссэн чичиргээ нь дуу болж хувирсан. Сонирхолтой нь таталцлын долгионы дохио нь бидний ярианы давтамжтай ойролцоогоор ирдэг. Тиймээс бид хар нүх хэрхэн мөргөлддөгийг чихээрээ сонсож чадна. Таталцлын долгион ямар сонсогдож байгааг сонс.
Тэгээд юу гэж бодож байна? Сүүлийн үед хар нүхнүүд урьд өмнө бодож байсан шиг бүтэцтэй биш байна. Гэвч тэдгээр нь зарчмын хувьд байдаг гэсэн нотолгоо огт байгаагүй. Тэгээд одоо байна. Хар нүхнүүд үнэхээр орчлон ертөнцөд "амьдарч" байдаг.
Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар гамшиг хар нүхнүүдийн нэгдэл юм.
2-р сарын 11-нд 15 орны мянга гаруй эрдэмтдийг цуглуулсан томоохон хурал болов. Оросын эрдэмтэд ч байлцав. Тэгээд мэдээж Кип Торн байсан. "Энэ нээлт нь хүмүүсийн хувьд гайхалтай, гайхалтай эрэл хайгуулын эхлэл юм: Орчлон ертөнцийн муруй талыг хайх, судлах - орон зай-цаг хугацааны гажуудлаас үүссэн объект, үзэгдлүүд. Хар нүхний мөргөлдөөн ба таталцлын долгион нь бидний анхны гайхалтай жишээ юм” гэж Кип Торн хэлэв.
Таталцлын долгионыг хайх нь физикийн гол асуудлуудын нэг байсаар ирсэн. Одоо тэд олдсон. Мөн Эйнштейний суут ухаан дахин батлагдлаа.
10-р сард бид Оросын астрофизикч, шинжлэх ухааныг алдартай сурталчлагч Сергей Поповтой ярилцлаа. Тэр ус руу харж байгаа юм шиг харагдаж байсан! Намар: "Бид одоо шинэ нээлтүүдийн босгон дээр байгаа юм шиг санагдаж байна, энэ нь юуны түрүүнд LIGO болон VIRGO таталцлын долгион илрүүлэгчийн ажилтай холбоотой юм (Кип Торн LIGO төслийг бий болгоход томоохон хувь нэмэр оруулсан) .” Гайхалтай, тийм үү?
Таталцлын долгион, долгион мэдрэгч ба LIGO
За, одоо бага зэрэг физикийн талаар. Таталцлын долгион гэж юу болохыг үнэхээр ойлгохыг хүсдэг хүмүүст зориулав. Хоёр хар нүх нэг нэгнээ тойрон эргэлдэж, цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж, дараа нь мөргөлдөж буй шөрмөсний зураасыг уран сайхны дүрслэлээр үзүүлэв. Тендекс шугам нь түрлэгийн таталцлыг үүсгэдэг. Үргэлжлүүлье. Хос хар нүхний гадаргуу дээр бие биенээсээ хамгийн алслагдсан хоёр цэгээс гарч буй шугамууд нь зурган дээрх зураачийн найзыг оролцуулаад замд таарсан бүх зүйлийг сунгадаг. Мөргөлдөх газраас гарч буй шугамууд нь бүх зүйлийг шахдаг.
Нүхнүүд бие биенээ тойрон эргэлдэхдээ зүлгэн дээрх эргэлдэх шүршигчээс урсаж буй усны урсгалыг санагдуулам шөрмөсөө дагуулан явдаг. "Оддын хоорондын." номын зурган дээр. Тайзны цаадах шинжлэх ухаан" - мөргөлдөж буй хос хар нүхнүүд хоорондоо цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж, тэдгээрийн шөрмөсний шугамууд.
Хар нүхнүүд нэг том нүхэнд нийлдэг; энэ нь гажигтай бөгөөд цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж, түүнтэй хамт шөрмөсний шугамыг чирдэг. Нүхнээс хол байгаа хөдөлгөөнгүй ажиглагч нь шөрмөсний шугамууд дамжин өнгөрөхөд чичиргээг мэдрэх болно: сунах, дараа нь шахах, дараа нь сунах - шөрмөсний шугамууд нь таталцлын долгион болсон. Долгион тархах тусам хар нүхний хэв гажилт аажмаар буурч, долгион мөн суларч байна.
Эдгээр долгионууд дэлхийд хүрэхэд доорх зургийн дээд талд үзүүлсэн шиг харагдана. Тэд нэг чиглэлд сунгаж, нөгөө талдаа шахдаг. Зургийн доод хэсэгт байрлах детектороор долгион өнгөрөхөд суналт ба агшилтууд (улаан баруунаас зүүн тийш, цэнхэр баруун зүүн тийш, улаан баруун зүүн тийш гэх мэт) хэлбэлздэг.
LIGO детектороор дамжин өнгөрөх таталцлын долгион.
Илрүүлэгч нь детекторын гар гэж нэрлэгддэг хоёр перпендикуляр хоолойн төгсгөлд бэхлэгдсэн дөрвөн том толь (40 кг, 34 см диаметр) -ээс бүрдэнэ. Таталцлын долгионы тэнхлэгийн шугамууд нэг гараа сунгаж, хоёр дахь гараа шахаж, дараа нь эсрэгээр эхний гараа шахаж, хоёр дахь гараа сунгана. Гэх мэт дахин дахин. Гарны урт үе үе өөрчлөгдөхөд толин тусгалууд бие биентэйгээ харьцуулахад шилжиж, эдгээр шилжилтийг интерферометр гэж нэрлэгддэг лазер туяа ашиглан хянадаг. Тиймээс LIGO: Лазер интерферометр гравитацийн долгионы ажиглалтын газар гэж нэрлэсэн.
LIGO хяналтын төв нь тэндээс детектор руу тушаал илгээж, хүлээн авсан дохиог хянадаг. LIGO-ийн таталцлын мэдрэгч нь Вашингтоны Ханфорд, Луизиана мужийн Ливингстон хотод байрладаг. “Оддын хоорондын. Хөшигний ард шинжлэх ухаан"
Одоо LIGO нь өөр өөр орны 900 эрдэмтдийг хамарсан олон улсын төсөл бөгөөд төв байр нь Калифорнийн Технологийн Институтэд байрладаг.
Орчлон ертөнцийн муруй тал
Хар нүх, өт нүх, өвөрмөц байдал, таталцлын аномали болон дээд эрэмбийн хэмжээсүүд нь орон зай, цаг хугацааны муруйлттай холбоотой байдаг. Тийм ч учраас Кип Торн тэднийг "Орчлон ертөнцийн мушгирсан тал" гэж нэрлэдэг. Хүн төрөлхтөнд орчлон ертөнцийн муруй талаас хийсэн туршилт, ажиглалтын мэдээлэл маш бага хэвээр байна. Ийм учраас бид таталцлын долгионд маш их анхаарал хандуулдаг: тэдгээр нь муруй орон зайнаас бүтсэн бөгөөд муруй талыг судлах хамгийн хүртээмжтэй арга замыг олгодог.
Та далайг тайван байхад л харсан гэж төсөөлөөд үз дээ. Урсгал, усны эргүүлэг, шуурганы давалгааны талаар та мэдэхгүй байх байсан. Энэ нь орон зай, цаг хугацааны муруй байдлын талаарх бидний одоогийн мэдлэгийг санагдуулдаг.
Сансар огторгуйн хэлбэр хүчтэй хэлбэлзэх, цаг хугацааны хурд өөрчлөгдөх үед "шуурганд" муруй орон зай, муруй цаг хугацаа хэрхэн явдгийг бид бараг мэддэггүй. Энэ бол мэдлэгийн гайхалтай сэтгэл татам хил хязгаар юм. Эрдэмтэн Жон Уилер эдгээр өөрчлөлтөд зориулж "геометродинамик" гэсэн нэр томъёог гаргажээ.
Геометродинамикийн салбарт онцгой анхаарал татсан зүйл бол хоёр хар нүхний мөргөлдөөн юм.
Эргэдэггүй хоёр хар нүхний мөргөлдөөн. “Оддын хоорондын. Хөшигний ард шинжлэх ухаан"
Дээрх зурагт хоёр хар нүх мөргөлдөх агшин харагдаж байна. Яг ийм үйл явдал нь эрдэмтэд таталцлын долгионыг бүртгэх боломжийг олгосон. Энэ загвар нь эргэдэггүй хар нүхэнд зориулагдсан. Дээд талд: манай орчлон ертөнцөөс харахад нүхний тойрог ба сүүдэр. Дунд: муруй орон зай, цаг хугацаа, бөөнөөр нь харах (олон хэмжээст хэт орон зай); Сумнууд нь орон зайн хөдөлгөөнд хэрхэн оролцож байгааг харуулж, өнгө өөрчлөгдөж байгаа нь цаг хугацаа хэрхэн нугалж байгааг харуулдаг. Доод тал: Таталцлын долгионы ялгарах хэлбэр.
Их тэсрэлтийн таталцлын долгион
Кип Торн руу яв. “1975 онд Оросоос ирсэн миний сайн найз Леонид Грищук шуугиан тарьсан мэдэгдэл хийсэн. Тэрээр хэлэхдээ, Их тэсрэлтийн үед таталцлын олон долгион үүссэн бөгөөд тэдгээрийн гарал үүслийн механизм (өмнө нь тодорхойгүй байсан) дараах байдалтай байсан: квант хэлбэлзэл. (санамсаргүй хэлбэлзэл - редакторын тэмдэглэл)Их тэсрэлтийн үед таталцлын талбарууд орчлон ертөнцийн анхны тэлэлтээр ихээхэн нэмэгдэж, улмаар анхны таталцлын долгион болсон. Эдгээр долгионууд илэрсэн тохиолдолд манай орчлон ертөнц үүсэх үед юу болсныг бидэнд хэлж чадна."
Эрдэмтэд анхдагч таталцлын долгионыг олбол бид Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэнийг мэдэх болно.
Хүмүүс орчлон ертөнцийн бүх нууцыг тайлсан. Цаашид ч бас бий.
Дараагийн жилүүдэд Их тэсрэлтийн талаарх бидний ойлголт сайжирснаар эдгээр анхдагч долгионууд харагдахуйц Ертөнцийн хэмжээтэй дүйцэхүйц долгионы урттай, өөрөөр хэлбэл хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн урттай байх ёстой нь тодорхой болсон. Энэ нь хэр их болохыг та төсөөлж байна уу?.. Мөн LIGO детекторуудын хамардаг долгионы уртад (зуу, мянган километр) долгион нь танигдахааргүй сул байх магадлалтай.
Жэйми Бокийн баг BICEP2 аппаратыг бүтээсэн бөгөөд түүгээр анхны таталцлын долгионы ул мөрийг олж илрүүлжээ. Хойд туйлд байрлах төхөөрөмжийг жилд хоёрхон удаа тохиолддог бүрэнхий үед энд харуулав.
BICEP2 төхөөрөмж. Interstellar номноос авсан зураг. Хөшигний ард шинжлэх ухаан"
Энэ нь төхөөрөмжийг хүрээлэн буй мөсөн бүрхүүлээс цацраг туяанаас хамгаалдаг бамбайгаар хүрээлэгдсэн байдаг. Баруун дээд буланд сансрын бичил долгионы арын цацрагийн ул мөр байдаг - туйлшралын хэв маяг. Цахилгаан талбайн шугамууд нь богино гэрлийн цохилтын дагуу чиглэгддэг.
Орчлон ертөнцийн эхлэлийн ул мөр
Ерээд оны эхээр сансрын судлаачид олон тэрбум гэрлийн жилийн урттай эдгээр таталцлын долгион нь сансрын богино долгионы дэвсгэр буюу сансрын богино долгионы фон цацраг гэж нэрлэгддэг сансрын богино долгионы цацрагт орчлон ертөнцийг дүүргэх цахилгаан соронзон долгионд өвөрмөц ул мөр үлдээсэн байх ёстой гэдгийг ойлгосон. Энэ нь Ариун Грейлийг хайж эхэлсэн. Эцсийн эцэст, хэрэв бид энэ ул мөрийг илрүүлж, түүнээс анхны таталцлын долгионы шинж чанарыг олж мэдэх юм бол Орчлон ертөнц хэрхэн үүссэнийг олж мэдэх боломжтой.
2014 оны 3-р сард Кип Торныг энэ номыг бичиж байх үед оффис нь Торнтой зэргэлдээ орших Калтекийн сансрын судлаач Жэйми Бокийн баг сансрын бичил долгионы арын цацрагт энэ ул мөрийг олж илрүүлжээ.
Энэ бол үнэхээр гайхалтай нээлт боловч нэг маргаантай зүйл бий: Жэймигийн багийн олсон ул мөр нь таталцлын долгионоос өөр зүйлээс үүдэлтэй байж магадгүй юм.
Хэрэв Их тэсрэлтийн үеэр үүссэн таталцлын долгионы ул мөр үнэхээр олдвол хагас зуунд нэг удаа тохиолддог сансар судлалын нээлт хийсэн гэсэн үг юм. Энэ нь орчлон ертөнц үүссэний дараа секундын нэг их наядны нэг их наядтай тэнцэхүйц их наядын нэгтэй тэнцэхүйц болсон үйл явдлуудыг хөндөх боломжийг танд олгоно.
Энэхүү нээлт нь сансар судлаачдын хэллэгээр тэр үед орчлон ертөнцийн тэлэлт маш хурдан байсан гэсэн онолыг баталж байна. Мөн сансар судлалын шинэ эрин ирснийг зарлаж байна.
Таталцлын долгион ба Од хоорондын
Өчигдөр болсон таталцлын долгионыг нээсэн бага хурал дээр Москвагийн Улсын Их Сургуулийн 8 эрдэмтэн багтсан Москвагийн LIGO эрдэмтдийн хамтын ажиллагааны тэргүүн Валерий Митрофанов “Оддын хоорондын” киноны өрнөл хэдий гайхалтай ч тийм биш гэдгийг тэмдэглэв. бодит байдлаас хол. Кип Торн шинжлэх ухааны зөвлөх байсан болохоор л тэр. Торн өөрөө ирээдүйд хүнтэй хар нүх рүү ниснэ гэдэгт итгэж байгаагаа илэрхийлжээ. Эдгээр нь бидний хүссэнээр хурдан тохиолдохгүй байж болох ч өнөөдөр энэ нь өмнөхөөсөө хамаагүй бодитой болсон.
Хүмүүс манай галактикийн хязгаарыг орхих өдөр тийм ч хол биш байна.
Энэ үйл явдал сая сая хүмүүсийн сэтгэлийг хөдөлгөв. Алдарт Марк Зукерберг “Таталцлын долгионыг нээсэн нь орчин үеийн шинжлэх ухааны хамгийн том нээлт юм. Альберт Эйнштейн бол миний баатруудын нэг, тийм ч учраас би нээлтийг өөрийн биеэр хүлээж авсан. Зуун жилийн өмнө Харьцангуйн ерөнхий онолын (GTR) хүрээнд тэрээр таталцлын долгион байдаг гэж таамаглаж байсан. Гэвч тэдгээрийг илрүүлэхэд маш жижиг тул Их тэсрэлт, оддын дэлбэрэлт, хар нүхний мөргөлдөөн зэрэг үйл явдлын гарал үүслийг хайж олох болсон. Эрдэмтэд олж авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх үед бидний өмнө огторгуйн цоо шинэ дүр төрх нээгдэнэ. Магадгүй энэ нь орчлон ертөнцийн үүсэл, хар нүхнүүдийн үүсэл, хөгжлийг гэрэлтүүлэх болно. Орчлон ертөнцийн энэхүү нууцыг нээхийн тулд хичнээн олон хүний амь нас, хүчин чармайлт гарсныг бодоход маш их урам зориг өгдөг. Энэхүү нээлт нь гайхалтай эрдэмтэн, инженерүүд, янз бүрийн үндэстний хүмүүсийн авъяас чадвар, түүнчлэн саяхан гарч ирсэн хамгийн сүүлийн үеийн компьютерийн технологийн ачаар боломжтой болсон. Оролцсон бүх хүмүүст баяр хүргэе. Эйнштейн чамаар бахархах болно."
Энэ бол яриа юм. Энэ бол зүгээр л шинжлэх ухаанд сонирхолтой хүн юм. Энэ нээлтэд хувь нэмрээ оруулсан эрдэмтдийг ямар их сэтгэл хөдлөлийн шуурга дарж байсныг төсөөлж болно. Шинэ эриний гэрч болсон бололтой найзуудаа. Энэ бол гайхалтай.
P.S.: Таалагдсан уу? Манай мэдээллийн товхимолд бүртгүүлээрэй. Бид долоо хоногт нэг удаа боловсролын захидал илгээж, MYTH номыг хямдруулдаг.
Онолын физикч Мичио Каку 2004 онд "Эйнштейний сансар огторгуй" номондоо "Сүүлийн үед таталцлын долгионыг шууд ажиглах урт хугацааны цуврал туршилтууд нь шинжлэх ухааны асар их сонирхлыг төрүүлж байна" гэж бичжээ. — LIGO (Таталцлын долгионыг ажиглах лазер интерферометр) төсөл нь сансар огторгуйн гүн дэх хоёр хар нүхний мөргөлдөөнөөс таталцлын долгионыг хамгийн түрүүнд “хардаг” төсөл байж магадгүй юм. LIGO бол физикчдийн мөрөөдөл биелж, таталцлын долгионыг хэмжих хангалттай хүчин чадалтай анхны байгууламж юм."
Какугийн таамаг биеллээ: пүрэв гарагт LIGO ажиглалтын төвийн олон улсын хэсэг эрдэмтэд таталцлын долгионыг нээсэн тухай зарлав.
Таталцлын долгион нь хурдатгалтай хөдөлж буй асар том биетүүдээс (хар нүх гэх мэт) "зугтах" орон зай-цаг хугацааны хэлбэлзэл юм. Өөрөөр хэлбэл таталцлын долгион нь орон зай-цаг хугацааны тархалтын эвдрэл, туйлын хоосон байдлын аялагч хэв гажилт юм.
Хар нүх гэдэг нь гэрлийн хурдаар хөдөлж буй биетүүд (гэрлийг оруулаад) ч гэсэн таталцал нь маш хүчтэй байдаг орон зайн цаг хугацааны муж юм. Хар нүхийг дэлхийн бусад хэсгээс тусгаарлах хил хязгаарыг үйл явдлын тэнгэрийн хаяа гэж нэрлэдэг: үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд болж буй бүх зүйл гадны ажиглагчийн нүднээс далд байдаг.
Эрин Райан Эрин Райаны цахимд байршуулсан бялууны зураг.
Эрдэмтэд хагас зуун жилийн өмнөөс таталцлын долгионыг барьж эхэлсэн: яг тэр үед Америкийн физикч Жозеф Вебер Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолыг сонирхож, амралтаа авч, таталцлын долгионыг судалж эхлэв. Вебер таталцлын долгионыг илрүүлэх анхны төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн бөгөөд удалгүй тэрээр "таталцлын долгионы дууг" бүртгэсэн гэдгээ зарлав. Гэсэн хэдий ч шинжлэх ухааны нийгэмлэг түүний мессежийг үгүйсгэв.
Гэсэн хэдий ч Жозеф Веберийн ачаар олон эрдэмтэд "долгион хөөгч" болж хувирсан. Өнөөдөр Веберийг таталцлын долгионы одон орон судлалын шинжлэх ухааны салбарын эцэг гэж үздэг.
"Энэ бол таталцлын одон орон судлалын шинэ эриний эхлэл"
Эрдэмтэд таталцлын долгионыг бүртгэдэг LIGO ажиглалтын төв нь АНУ-д байрладаг гурван лазер суурилуулалтаас бүрддэг: хоёр нь Вашингтон мужид, нэг нь Луизиана мужид байрладаг. Мичио Каку лазер илрүүлэгчийн ажиллагааг ингэж тайлбарлав: “Лазер туяа нь хоёр тусдаа туяанд хуваагдаж, дараа нь бие биедээ перпендикуляр байрладаг. Дараа нь толинд туссан тэд дахин холбогддог. Хэрэв таталцлын долгион интерферометрээр (хэмжих төхөөрөмж) дамжин өнгөрвөл хоёр лазер туяаны замын уртыг хөндөх бөгөөд энэ нь тэдгээрийн интерференцийн загварт тусгагдах болно. Лазер суурилуулсан дохио санамсаргүй биш байгаа эсэхийг шалгахын тулд детекторуудыг дэлхийн өөр өөр цэгүүдэд байрлуулах хэрэгтэй.
Гагцхүү манай гаригаас хамаагүй том асар том таталцлын долгионы нөлөөн дор л бүх детекторууд нэгэн зэрэг ажиллах болно."
Одоо LIGO-ийн хамтын ажиллагаа 36 ба 29 нарны масстай хар нүхнүүдийн хоёртын системийг 62 нарны масстай объектод нэгтгэснээс үүссэн таталцлын цацрагийг илрүүлжээ. Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетийн профессор Сергей Вятчанин Gazeta.Ru-ийн сурвалжлагчид "Энэ бол таталцлын долгионы үйл ажиллагааны анхны шууд (шууд байх нь маш чухал!) хэмжилт юм" гэж тайлбарлав. шинжлэх ухааны тэнхим. - Өөрөөр хэлбэл, хоёр хар нүх нийлсэн астрофизикийн сүйрлээс дохио хүлээн авсан. Мөн энэ дохио тодорхойлогдсон - энэ нь бас маш чухал юм! Энэ нь хоёр хар нүхнээс гарсан нь тодорхой. Энэ бол таталцлын одон орон судлалын шинэ эриний эхлэл бөгөөд энэ нь зөвхөн оптик, рентген, цахилгаан соронзон, нейтрино эх үүсвэрээр бус, мөн таталцлын долгионоор дамжуулан Орчлон ертөнцийн талаарх мэдээллийг олж авах боломжтой болно.
Хар нүхний 90 хувь нь таамаглалын объект байхаа больсон гэж бид хэлж чадна. Зарим эргэлзээ байсаар байгаа ч баригдсан дохио нь харьцангуйн ерөнхий онолын дагуу хоёр хар нүхийг нэгтгэх тоо томшгүй олон загварчлалын таамаглалтай маш сайн тохирч байна.
Энэ бол хар нүх байдаг гэсэн хүчтэй аргумент юм. Энэ дохионы талаар өөр тайлбар одоогоор алга байна. Тиймээс хар нүх байдаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрдөг.”
"Эйнштейн маш их баяртай байх болно"
Таталцлын долгионыг Альберт Эйнштейн (хар нүх байдаг гэдэгт эргэлздэг байсан) харьцангуйн ерөнхий онолынхоо нэг хэсэг болгон урьдчилан таамаглаж байсан. GR-д орон зайн гурван хэмжээст цаг хугацаа нэмэгдэж, дэлхий дөрвөн хэмжээст болдог. Бүх физикийг эргүүлсэн онолын дагуу таталцал нь массын нөлөөн дор орон-цаг хугацааны муруйлтаас үүдэлтэй.
Эйнштейн хурдатгалтай хөдөлж буй аливаа бодис орон зай-цаг хугацааны эвдрэл буюу таталцлын долгион үүсгэдэг гэдгийг нотолсон. Энэ эвдрэл нь илүү их байх тусам объектын хурдатгал, масс өндөр байх болно.
Бусад үндсэн харилцан үйлчлэлтэй харьцуулахад таталцлын хүчний сул дорой байдлаас шалтгаалан эдгээр долгион нь маш бага хэмжээтэй байх ёстой бөгөөд үүнийг бүртгэхэд хэцүү байдаг.
Хүмүүнлэгийн шинжлэх ухааны судлаачдад харьцангуйн ерөнхий онолын тухай тайлбарлахдаа физикчид тэднээс том бөмбөлгүүдийг буулгасан сунгасан резинэн хуудсыг төсөөлөхийг ихэвчлэн хүсдэг. Бөмбөлөгүүд нь резинэн дундуур дарж, сунгасан хуудас (орон зай-цаг хугацааг илэрхийлдэг) гажигтай байдаг. Харьцангуйн ерөнхий онолоор бол орчлон ертөнц бүхэлдээ резин бөгөөд түүн дээр гараг бүр, од, галактик бүр хонхорхой үлдээдэг. Манай дэлхий нарны эргэн тойронд жижиг бөмбөлөг шиг эргэлддэг бөгөөд хүнд бөмбөлөг орон зай-цаг хугацааг "түлхсэний" үр дүнд үүссэн юүлүүрийн конусыг тойрон эргэлддэг.
HANDOUT/Reuters
Хүнд бөмбөг бол Нар юм
Эйнштейний онолын гол баталгаа болсон таталцлын долгионыг нээсэн нь Физикийн салбарт Нобелийн шагнал авах боломжтой байх магадлалтай. "Эйнштейн маш их баяртай байх болно" гэж LIGO-ийн хамтын ажиллагааны төлөөлөгч Габриелла Гонзалес хэлэв.
Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар нээлтийг практикт ашиглах боломжтой талаар ярихад эрт байна. "Хэдийгээр Генрих Герц (цахилгаан соронзон долгион байдгийг нотолсон Германы физикч - Gazeta.Ru) гар утас бий болно гэж бодож байсан уу? Үгүй! Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетийн профессор Валерий Митрофанов "Бид одоо юу ч төсөөлж чадахгүй байна." М.В. Ломоносов. -Би “Оддын хоорондын” кинонд анхаарлаа хандуулдаг. Түүнийг шүүмжилдэг, тийм ээ, гэхдээ зэрлэг хүн ч гэсэн шидэт хивсийг төсөөлдөг. Тэгээд шидэт хивс нь онгоц болж хувирав, тэгээд л болоо. Энд бид маш нарийн төвөгтэй зүйлийг төсөөлөх хэрэгтэй. Interstellar-д нэг цэг нь хүн нэг ертөнцөөс нөгөө ертөнц рүү аялах боломжтой холбоотой байдаг. Хэрэв та ийм байдлаар төсөөлж байгаа бол хүн нэг ертөнцөөс нөгөө ертөнц рүү аялж чадна, олон ертөнц - юу ч байж болно гэдэгт та итгэх үү? Би үгүй гэж хариулж чадахгүй. Учир нь физикч ийм асуултад "үгүй" гэж хариулж чадахгүй! Зөвхөн байгаль хамгаалах зарим хуультай зөрчилдөж байвал! Мэдэгдэж буй физик хуулиудтай зөрчилддөггүй сонголтууд байдаг. Тиймээс дэлхий даяар аялах боломжтой!"
2016 оны 2-р сарын 11-нд олон улсын эрдэмтдийн бүлэг, тэр дундаа Оросын эрдэмтэд Вашингтонд болсон хэвлэлийн бага хурал дээр эрт орой хэзээ нэгэн цагт соёл иргэншлийн хөгжлийг өөрчилнө гэсэн нээлтийг зарлав. Таталцлын долгион эсвэл орон зай-цаг хугацааны долгионыг практикт батлах боломжтой байсан. Тэдний оршин тогтнохыг 100 жилийн өмнө Альберт Эйнштейн өөрийн бүтээлдээ зөгнөсөн байдаг.
Энэхүү нээлт нь Нобелийн шагнал хүртэнэ гэдэгт хэн ч эргэлзэхгүй байна. Эрдэмтэд түүний практик хэрэглээний талаар ярихыг яарахгүй байна. Гэхдээ тэд саяхан болтол хүн төрөлхтөн цахилгаан соронзон долгионтой юу хийхээ мэдэхгүй байсан бөгөөд энэ нь эцсийн дүндээ шинжлэх ухаан, технологийн жинхэнэ хувьсгалд хүргэсэн гэдгийг сануулж байна.
Энгийнээр хэлбэл таталцлын долгион гэж юу вэ
Таталцал ба бүх нийтийн таталцал нь нэг зүйл юм. Таталцлын долгион нь GPV-ийн шийдлүүдийн нэг юм. Тэд гэрлийн хурдаар тархах ёстой. Энэ нь хувьсах хурдатгалтай хөдөлж буй аливаа биетээс ялгардаг.
Жишээлбэл, энэ нь од руу чиглэсэн хувьсах хурдатгалтайгаар тойрог замдаа эргэдэг. Мөн энэ хурдатгал нь байнга өөрчлөгдөж байдаг. Нарны систем нь таталцлын долгионоор хэд хэдэн киловатт эрчим хүч ялгаруулдаг. Энэ нь хуучин 3 өнгөт зурагттай харьцуулахуйц өчүүхэн бага дүн юм.
Өөр нэг зүйл бол бие биенээ тойрон эргэдэг хоёр пульсар (нейтрон од) юм. Тэд маш ойрхон тойрог замд эргэлддэг. Ийм "хос" -ыг астрофизикчид олж, удаан хугацаанд ажигласан. Объектууд бие биен дээрээ унахад бэлэн байсан бөгөөд энэ нь пульсарууд орон зай-цаг хугацааны долгион, өөрөөр хэлбэл тэдний талбарт энерги ялгаруулдаг болохыг шууд бусаар харуулж байна.
Таталцал бол таталцлын хүч юм. Бид дэлхий рүү татагддаг. Мөн таталцлын долгионы мөн чанар нь энэ талбайн өөрчлөлт бөгөөд энэ нь бидэнд хүрэх үед туйлын сул байдаг. Жишээлбэл, усан сан дахь усны түвшинг ав. Таталцлын талбайн хүч нь тодорхой цэг дэх чөлөөт уналтын хурдатгал юм. Манай цөөрмийн дээгүүр давалгаа гүйж, чөлөөт уналтын хурдатгал гэнэт өөрчлөгддөг.
Ийм туршилтууд өнгөрсөн зууны 60-аад оноос эхэлсэн. Тэр үед тэд үүнийг бодож олжээ: тэд дотоод дулааны хэлбэлзлээс зайлсхийхийн тулд хөргөсөн асар том хөнгөн цагаан цилиндрийг өлгөв. Мөн тэд жишээлбэл, хоёр том хар нүхний мөргөлдөөний давалгаа гэнэт бидэнд хүрэхийг хүлээж байв. Судлаачид урам зоригоор дүүрэн байсан бөгөөд сансар огторгуйгаас ирж буй таталцлын долгионд дэлхий бүхэлдээ нөлөөлж болзошгүй гэж мэдэгджээ. Гариг чичирч эхлэх бөгөөд эдгээр газар хөдлөлтийн долгионыг (шахалт, зүсэлт, гадаргуугийн долгион) судлах боломжтой.
Төхөөрөмжийн тухай энгийн үгээр, Америкчууд болон LIGO хэрхэн Зөвлөлтийн эрдэмтдийн санааг хулгайлж, нээлт хийх боломжтой интроферометр барьсан тухай чухал нийтлэл. Энэ тухай хэн ч ярихгүй, бүгд чимээгүй байна!
Дашрамд хэлэхэд таталцлын цацраг нь цахилгаан соронзон цацрагийн спектрийг өөрчлөх замаар олохыг оролдож буй сансрын богино долгионы арын цацрагийн байрлалаас илүү сонирхолтой юм. CMB болон цахилгаан соронзон цацраг нь Их тэсрэлтээс хойш 700 мянган жилийн дараа гарч ирсэн бөгөөд дараа нь орчлон ертөнц тэлэх үед цочролын долгион бүхий халуун хийгээр дүүрч, дараа нь галактик болж хувирсан. Энэ тохиолдолд мэдээжийн хэрэг, сансрын богино долгионы арын цацрагийн долгионы уртад нөлөөлж, тэр үед оптик хэвээр байсан асар их хэмжээний сансар огторгуй-цаг хугацааны долгион ялгарах ёстой байв. Оросын астрофизикч Сажин энэ сэдвээр нийтлэл бичиж, тогтмол хэвлүүлдэг.
Таталцлын долгионы нээлтийг буруу тайлбарлах
“Толь унжиж, таталцлын долгион түүн дээр үйлчилж, тэр нь хэлбэлзэж эхэлдэг. Атомын цөмийн хэмжээнээс бага далайцтай хамгийн өчүүхэн хэлбэлзлийг багажууд анзаардаг" гэж Википедиагийн нийтлэлд ийм буруу тайлбарыг ашигладаг. Залхуурах хэрэггүй, 1962 онд Зөвлөлтийн эрдэмтдийн бичсэн нийтлэлийг олоорой.
Нэгдүгээрт, "долгио" мэдрэхийн тулд толин тусгал асар том байх ёстой. Хоёрдугаарт, өөрийн дулааны хэлбэлзлээс зайлсхийхийн тулд бараг үнэмлэхүй тэг (Келвин) хүртэл хөргөх ёстой. Зөвхөн 21-р зуунд төдийгүй ерөнхийдөө таталцлын долгионы тээвэрлэгч болох энгийн бөөмсийг илрүүлэх боломжгүй байх магадлалтай.
Харьцангуйн ерөнхий онолын хүрээнд Альберт Эйнштейний хийсэн онолын таамаглалаас хойш зуун жилийн дараа эрдэмтэд таталцлын долгион байдгийг баталж чадсан. Сансар огторгуйг судлах цоо шинэ арга болох таталцлын долгионы одон орон судлалын эрин үе эхэлж байна.
Янз бүрийн нээлтүүд байдаг. Санамсаргүй зүйлүүд байдаг, тэдгээр нь одон орон судлалд түгээмэл байдаг. Уильям Хершель Тэнгэрийн ван гарагийг нээсэн гэх мэт "бүс нутгийг сайтар самнах" үр дүнд хийгдсэн санамсаргүй зүйл байдаггүй. Серендипалууд байдаг - тэд нэг зүйлийг хайж, өөр зүйл олж байхдаа: жишээлбэл, тэд Америкийг нээсэн. Гэхдээ төлөвлөсөн нээлтүүд нь шинжлэх ухаанд онцгой байр суурь эзэлдэг. Тэдгээр нь тодорхой онолын таамаглал дээр суурилдаг. Урьдчилан таамаглаж буй зүйлийг голчлон онолыг батлахын тулд эрэлхийлдэг. Ийм нээлтүүд нь том адрон коллайдер дээр Хиггс бозоныг нээсэн, таталцлын долгионыг лазер интерферометрийн таталцлын долгионы ажиглалтын LIGO ашиглан илрүүлсэн явдал юм. Гэхдээ онолын таамаглаж буй зарим үзэгдлийг бүртгэхийн тулд та яг юу, хаана хайх, үүнд ямар хэрэгсэл хэрэгтэйг сайтар ойлгох хэрэгтэй.
Таталцлын долгионыг харьцангуйн ерөнхий онолын (GTR) таамаглал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь үнэхээр тийм юм (хэдийгээр одоо ийм долгионууд GTR-ийн өөр эсвэл нэмэлт загварт байдаг). Долгион үүсэх нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн тархалтын хурдны хязгаарлагдмал байдлаас үүдэлтэй (харьцангуйн хувьд энэ хурд нь гэрлийн хурдтай яг тэнцүү байдаг). Ийм долгион нь эх үүсвэрээс тархаж буй орон зай-цаг хугацааны эвдрэл юм. Таталцлын долгион үүсэхийн тулд эх үүсвэр нь импульс хийх эсвэл түргэвчилсэн хурдаар хөдөлж байх ёстой, гэхдээ тодорхой байдлаар. Төгс бөмбөрцөг эсвэл цилиндр хэлбэртэй тэгш хэмтэй хөдөлгөөн нь тохиромжгүй гэж үзье. Ийм эх сурвалжууд нэлээд олон байдаг ч ихэнхдээ тэдгээр нь хүчтэй дохио үүсгэхэд хангалтгүй, жижиг масстай байдаг. Эцсийн эцэст, таталцал нь дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлийн хамгийн сул нь тул таталцлын дохиог бүртгэх нь маш хэцүү байдаг. Нэмж дурдахад, бүртгүүлэхийн тулд дохио нь цаг хугацааны явцад хурдан өөрчлөгдөж, өөрөөр хэлбэл хангалттай өндөр давтамжтай байх шаардлагатай. Үгүй бол өөрчлөлтүүд хэтэрхий удаан байх тул бид үүнийг бүртгэх боломжгүй болно. Энэ нь объектууд нь бас нягт байх ёстой гэсэн үг юм.
Анх манайх шиг галактикуудад хэдэн арван жилд тохиолддог суперновагийн дэлбэрэлтүүд асар их урам зоригийг төрүүлсэн. Энэ нь хэрвээ бид хэдэн сая гэрлийн жилийн зайнаас дохиог харах боломжтой мэдрэмжтэй болж чадвал жилд хэд хэдэн дохиог тоолж чадна гэсэн үг. Гэвч хожим нь хэт шинэ одны дэлбэрэлтийн үед таталцлын долгион хэлбэрээр энерги ялгарах хүчийг хэт өөдрөгөөр тооцсон нь тогтоогдсон бөгөөд ийм сул дохиог манай Галактикт хэт шинэ од гарсан тохиолдолд л илрүүлж болно.
Хурдан хөдөлдөг асар том биетүүдийн өөр нэг хувилбар бол нейтрон од эсвэл хар нүх юм. Бид тэдгээрийн үүсэх үйл явц, эсвэл бие биетэйгээ харилцах үйл явцыг харж болно. Оддын цөм нурах сүүлчийн үе шатууд нь авсаархан биетүүд үүсэхэд хүргэдэг, түүнчлэн нейтрон од ба хар нүхнүүдийн нэгдэх сүүлчийн үе шатууд нь хэдэн миллисекунд (энэ нь давтамжтай тохирч байна) үргэлжилдэг. хэдэн зуун герц) - яг хэрэгтэй зүйл. Энэ тохиолдолд их хэмжээний авсаархан биетүүд тодорхой хурдацтай хөдөлгөөн хийдэг тул таталцлын долгион хэлбэрээр (заримдаа ихэвчлэн) их хэмжээний энерги ялгардаг. Эдгээр нь бидний хамгийн тохиромжтой эх сурвалж юм.
Галактикт суперновагууд хэдэн арван жилд нэг удаа дэлбэрдэг бол нейтрон оддын нэгдэл нь хэдэн арван мянган жилд нэг удаа, хар нүхнүүд бие биетэйгээ нийлдэг нь үнэн. Гэхдээ дохио нь илүү хүчтэй бөгөөд түүний шинж чанарыг маш нарийн тооцоолж болно. Харин одоо бид хэдэн арван мянган галактикийг хамарч, жилд хэд хэдэн дохиог илрүүлэхийн тулд хэдэн зуун сая гэрлийн жилийн зайнаас дохиог харж чаддаг байх хэрэгтэй.
Эх сурвалжийг шийдсэний дараа бид детекторыг зохион бүтээж эхэлнэ. Үүнийг хийхийн тулд таталцлын долгион юу хийдгийг ойлгох хэрэгтэй. Дэлгэрэнгүй ярихгүйгээр таталцлын долгион өнгөрөх нь түрлэгийн хүчийг үүсгэдэг гэж хэлж болно (ердийн сар эсвэл нарны түрлэг нь тусдаа үзэгдэл бөгөөд таталцлын долгион нь үүнтэй ямар ч холбоогүй юм). Тиймээс та жишээлбэл, металл цилиндрийг авч, мэдрэгчээр тоноглож, чичиргээг нь судалж болно. Энэ нь тийм ч хэцүү биш, тиймээс ийм суурилуулалтыг хагас зуун жилийн өмнөөс хийж эхэлсэн (тэдгээрийг Орост бас ашиглах боломжтой; одоо АДБ-ын МСУ-ийн Валентин Руденкогийн багийн боловсруулсан сайжруулсан детекторыг Баксан газар доорх лабораторид суурилуулж байна). Асуудал нь ийм төхөөрөмж ямар ч таталцлын долгионгүйгээр дохиог харах болно. Олон тооны чимээ шуугиантай тулгарахад хэцүү байдаг. Илрүүлэгчийг газар доор суурилуулах, тусгаарлах, бага температурт хөргөх боломжтой боловч дуу чимээний түвшинг давахын тулд танд маш хүчтэй таталцлын долгионы дохио хэрэгтэй хэвээр байна. Гэхдээ хүчтэй дохио ховор ирдэг.
Тиймээс 1962 онд Владислав Пустовойт, Михаил Герценштейн нарын дэвшүүлсэн өөр схемийн төлөө сонголт хийсэн. JETP (Journal of Experimental and Theorical Physics) сэтгүүлд нийтлэгдсэн нийтлэлдээ тэд таталцлын долгионыг илрүүлэхийн тулд Михельсоны интерферометрийг ашиглахыг санал болгосон. Лазер туяа нь интерферометрийн хоёр гарны тольны хооронд гүйж, дараа нь өөр өөр гарны цацрагууд нэмэгддэг. Цацрагийн хөндлөнгийн үр дүнд дүн шинжилгээ хийснээр гарны уртын харьцангуй өөрчлөлтийг хэмжиж болно. Эдгээр нь маш нарийн хэмжилтүүд тул та чимээ шуугианыг даван туулж чадвал гайхалтай мэдрэмжинд хүрч чадна.
1990-ээд оны эхээр энэ загварыг ашиглан хэд хэдэн детектор барихаар шийдсэн. Технологийг туршихын тулд Европт GEO600, Японд TAMA300 (тоо нь гарны уртыг метрээр илэрхийлдэг) харьцангуй жижиг суурилуулалтуудыг анх ашиглалтад оруулсан. Гэхдээ гол тоглогчид нь АНУ-д LIGO, Европ дахь VIRGO суурилуулах байсан. Эдгээр хэрэгслүүдийн хэмжээг аль хэдийн километрээр хэмждэг бөгөөд эцсийн төлөвлөсөн мэдрэмж нь жилд хэдэн арван биш юмаа гэхэд хэдэн зуун үйл явдлыг харах боломжийг бидэнд олгох ёстой.
Яагаад олон төхөөрөмж хэрэгтэй байна вэ? Орон нутгийн чимээ шуугиан (жишээ нь, газар хөдлөлт) байдаг тул голчлон хөндлөн баталгаажуулалт хийхэд зориулагдсан. АНУ, Италийн баруун хойд хэсэгт дохиог нэгэн зэрэг илрүүлэх нь түүний гадаад гарал үүслийн маш сайн нотолгоо байх болно. Гэхдээ хоёр дахь шалтгаан бий: таталцлын долгион мэдрэгч нь эх үүсвэр рүү чиглэсэн чиглэлийг тодорхойлоход маш муу байдаг. Гэхдээ хэд хэдэн детекторууд хоорондоо зайтай байвал чиглэлийг маш нарийн зааж өгөх боломжтой болно.
Лазер аварга
Анхны хэлбэрээрээ LIGO илрүүлэгчийг 2002 онд, VIRGO илрүүлэгчийг 2003 онд бүтээжээ. Төлөвлөгөөний дагуу энэ нь зөвхөн эхний шат байсан. Бүх суурилуулалт хэдэн жилийн турш ажиллаж байсан бөгөөд 2010-2011 онд төлөвлөсөн өндөр мэдрэмжинд хүрэхийн тулд өөрчлөлт хийхээр зогсоосон. LIGO илрүүлэгч нь 2015 оны 9-р сард ажиллаж эхэлсэн бөгөөд VIRGO 2016 оны хоёрдугаар хагаст нэгдэх ёстой бөгөөд энэ үе шатнаас эхлэн мэдрэмж нь жилд дор хаяж хэд хэдэн үйл явдлыг бүртгэх болно гэж найдаж байна.
LIGO ажиллаж эхэлсний дараа хүлээгдэж буй тэсрэлт нь сард ойролцоогоор нэг үйл явдал байв. Анхны хүлээгдэж буй үйл явдал бол хар нүхний нэгдэл байх болно гэж астрофизикчид урьдчилан тооцоолсон. Энэ нь хар нүхнүүд ихэвчлэн нейтрон одноос арав дахин хүнд, дохио нь илүү хүчтэй, хол зайнаас "харагдах" байдагтай холбоотой бөгөөд энэ нь галактикт ногдох үйл явдлын бага хурдыг нөхөхөөс ч илүү юм. Аз болоход бид удаан хүлээх шаардлагагүй болсон. 2015 оны 9-р сарын 14-нд хоёр суулгац GW150914 нэртэй бараг ижил дохиог бүртгэсэн.
Маш энгийн дүн шинжилгээ хийснээр хар нүхний масс, дохионы хүч, эх үүсвэр хүртэлх зай зэрэг өгөгдлийг олж авах боломжтой. Хар нүхний масс, хэмжээ нь маш энгийн бөгөөд сайн мэддэг арга замаар холбоотой байдаг бөгөөд дохионы давтамжаас энерги ялгарах бүсийн хэмжээг шууд тооцоолох боломжтой. Энэ тохиолдолд хэмжээ нь 25-30, 35-40 нарны масстай хоёр нүхнээс 60-аас дээш нарны масстай хар нүх үүссэнийг харуулсан. Эдгээр өгөгдлүүдийг мэдсэнээр дэлбэрэлтийн нийт энергийг олж авах боломжтой. Бараг гурван нарны массыг таталцлын цацраг болгон хувиргасан. Энэ нь 1023 нарны гэрлийн гэрэлтэлттэй тохирч байгаа нь энэ хугацаанд (секундын 100-ны нэг) орчлон ертөнцийн үзэгдэх хэсгийн бүх оддын ялгардагтай ижил хэмжээтэй байна. Мөн хэмжсэн дохионы мэдэгдэж буй энерги, хэмжээнээс зайг олж авна. Нэгтгэсэн биетүүдийн том масс нь алс холын галактикт болсон үйл явдлыг бүртгэх боломжтой болсон: дохио бидэнд хүрэхийн тулд ойролцоогоор 1.3 тэрбум жил зарцуулсан.
Илүү нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийх нь хар нүхний массын харьцааг тодруулах, тэнхлэгээ тойрон хэрхэн эргэлдэж байгааг ойлгох, түүнчлэн бусад параметрүүдийг тодорхойлох боломжтой болгодог. Нэмж дурдахад, хоёр суурилуулалтын дохио нь дэлбэрэлтийн чиглэлийг ойролцоогоор тодорхойлох боломжийг олгодог. Харамсалтай нь энд байгаа нарийвчлал тийм ч өндөр биш байгаа ч шинэчлэгдсэн VIRGO ашиглалтанд орсноор энэ нь нэмэгдэх болно. Хэдэн жилийн дараа Японы KAGRA детектор дохио хүлээн авч эхэлнэ. Дараа нь LIGO детекторуудын нэгийг (анх гурван, нэг суурилуулалт нь давхар байсан) Энэтхэгт угсарч, жилд олон арван үйл явдал бүртгэгдэх төлөвтэй байна.
Шинэ одон орон судлалын эрин үе
Одоогийн байдлаар LIGO-ийн ажлын хамгийн чухал үр дүн бол таталцлын долгион байгааг батлах явдал юм. Нэмж дурдахад хамгийн анхны тэсрэлт нь таталцлын массын хязгаарлалтыг сайжруулах (харьцангуйн хувьд ерөнхийдөө тэг масстай), мөн таталцлын тархалтын хурд ба хурдны хоорондох ялгааг илүү хүчтэй хязгаарлах боломжтой болсон. гэрэл. Гэхдээ эрдэмтэд аль хэдийн 2016 онд LIGO болон VIRGO ашиглан астрофизикийн олон шинэ мэдээлэл олж авах боломжтой болно гэж найдаж байна.
Нэгдүгээрт, таталцлын долгионы ажиглалтын газруудын өгөгдөл нь хар нүхийг судлах шинэ боломжийг олгодог. Хэрэв өмнө нь зөвхөн эдгээр объектуудын ойролцоох бодисын урсгалыг ажиглах боломжтой байсан бол одоо үүссэн хар нүхийг нэгтгэх, "тайвшруулах" үйл явц, түүний давхрага хэрхэн өөрчлөгдөж, эцсийн хэлбэрээ авч байгааг шууд "харж" болно ( эргэлтээр тодорхойлно). Магадгүй, Хокинг хар нүхний ууршилтыг илрүүлэх хүртэл (одоогоор энэ үйл явц нь таамаглал хэвээр байна) нэгдлийн судалгаа нь тэдгээрийн талаар илүү сайн шууд мэдээлэл өгөх болно.
Хоёрдугаарт, нейтрон оддын нэгдлийн ажиглалт нь эдгээр объектуудын талаар маш их шинэ, яаралтай шаардлагатай мэдээллийг өгөх болно. Бид анх удаа нейтрон оддыг физикчид бөөмсийг судалдаг шиг судлах боломжтой болно: тэдгээрийн дотор хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд мөргөлдөхийг ажиглах. Нейтрон оддын дотоод бүтцийн нууц нь астрофизикчид болон физикчдийн аль алинд нь санаа зовдог. Цөмийн физик болон хэт өндөр нягтрал дахь бодисын үйл ажиллагааны талаарх бидний ойлголт энэ асуудлыг шийдэхгүйгээр бүрэн дүүрэн биш юм. Энд таталцлын долгионы ажиглалт гол үүрэг гүйцэтгэх бололтой.
Нейтрон оддын нэгдэл нь богино сансар огторгуйн гамма-цацрагийн тэсрэлтийг хариуцдаг гэж үздэг. Ховор тохиолдолд үйл явдлыг гамма муж болон таталцлын долгионы детекторууд дээр нэгэн зэрэг ажиглах боломжтой болно (ховор байдал нь нэгдүгээрт, гамма дохио нь маш нарийн цацрагт төвлөрдөгтэй холбоотой бөгөөд энэ нь тийм биш юм. үргэлж бидэн рүү чиглүүлдэг, гэхдээ хоёрдугаарт, бид маш хол үйл явдлуудаас таталцлын долгионыг бүртгэхгүй). Үүнийг харахын тулд хэдэн жил ажиглалт хийх шаардлагатай байна (хэдийгээр та ердийнхөөрөө азтай байж магадгүй бөгөөд өнөөдөр ийм зүйл тохиолдох болно). Дараа нь бусад зүйлсийн дунд бид таталцлын хурдыг гэрлийн хурдтай маш нарийн харьцуулах боломжтой болно.
Ийнхүү лазер интерферометрүүд хамтдаа таталцлын долгионы дуран болон ажиллаж, астрофизикчид болон физикчдэд шинэ мэдлэг авчрах болно. За, эрт орой хэзээ нэгэн цагт анхны тэсрэлтүүдийг илрүүлж, дүн шинжилгээ хийснийхээ төлөө Нобелийн шагнал хүртэх болно.
2197
