Noh, teil on olnud piisavalt aega, et mõelda LIGO gravitatsioonilainete avastamisele, mõista, mis see on, ja teha enda jaoks huvitavaid järeldusi. Selle avastuse tähtsus šokeeris maailma, nii et olete huvitatud selle vähem tuntud külgede tundmaõppimisest. Näiteks…
Raskuslained ei tohiks olla kasulikud
See on levinud küsimus, mis tuleb uue teadusliku avastusega: kas gravitatsioonilained võivad seal olla? Kas saate nende peal ujuda? Kas saate nendega üldiselt midagi kasulikku teha? Ehitage näiteks raskusevastane masin. Või lõime ajam. Kõik need ideed on omal moel imelised, kuid ei haara põhipunkti. Me ei uuri gravitatsioonilaineid, et midagi teha. Uurime gravitatsioonilaineid, sest tahame gravitatsioonilainetest aru saada.
Richard Feynman ütles selle väga hästi:
"Füüsika on nagu seks: loomulikult võib see anda praktilisi tulemusi, kuid seepärast me seda ei tee."
Ilmselgelt on raske ennustada uute tehnoloogiate esilekerkimist, mis võiksid sellest avastusest maksma panna. Võtame näiteks laseri. Kui see 1960. aastal loodi, arvasid paljud, et sellel pole praktilist kasutust. Muidugi eksisid nad. Lasereid on tänapäeval kõikjal.
Reklaamvideo:
LIGO tuvastamine ei tõenda gravitatsioonilainete olemasolu
Kuid alustame "tõestuse" olemusest. Teadus ei tõenda kunagi millegi tõde - ta lihtsalt ei suuda seda teha. Teadus ehitab mudeleid. Kui need mudelid vastavad tegelikele andmetele, on suurepärane - kuid see ei kinnita mudelit. Ja vastupidi, kui leiate andmeid, mis pole teie mudeliga kooskõlas, võib see viidata sellele, et mudel on ekslik. Nii et sõna "tõestus" ei pea kasutama.
Kaugemale. LIGO ei ole tõestanud gravitatsioonilainete olemasolu. Kuid see projekt kogus esimesena tõendeid gravitatsioonilaine mudeli toetamiseks. Kas see on parem? Ei Probleem püsib. Tuleme tagasi minevikku. 1993. aastal said Russell Hulse ja noorem Joseph Taylor noorema Nobeli füüsikaauhinna muutuva orbiidiperioodiga binaarse pulsari avastamise eest. Einsteini üldise relatiivsusteooria kohaselt peaksid need pulsid kiirgama gravitatsioonilaineid ja vähendama orbiidi perioodi, nagu Hulse ja Taylor täpselt avastasid. Võime öelda, et nad olid esimesed, kes said veenvaid tõendeid gravitatsioonilainete olemasolu kohta.
Kuid kas LIGO ei leidnud laineid selle asemel, et lihtsalt nende olemasolust tõendeid otsida? Võite nii öelda, kuid kõik sõltub sellest, mida peetakse "otseseks mõõtmiseks". Keegi ei näinud gravitatsioonilainet. LIGO vaatas, kuidas peeglid liiguvad, relvastatud gravitatsioonilainete kontseptsiooniga. Ärge saage valesti aru, avastus on tõesti tõsine.
LIGO ei oleks seda signaali ilma Advanced LIGO-ta tuvastanud
Täpsem LIGO on suurendanud detektorite tundlikkust. Kuna gravitatsioonilaine signaalitugevus läbitud vahemaaga nõrgeneb, võimaldab tundlikum detektor universumit veelgi "näha". Palju edasi.
Ilma Advanced LIGO-ta oleks Maale palju lähemal vaja gravitatsioonisündmust (nagu neutrontähtede kokkupõrge). Kui need sündmused on haruldased, võtab see kaua aega. Vaatamiskauguse suurendamisega suurendab LIGO tulevaste sündmuste avastamise võimalusi.
LIGO-sse on palju investeeritud
USA Riiklik Teadusfond on alates 1970. aastatest investeerinud gravitatsioonilainete otsimisse. Sellest ajast alates on see investeerinud umbes 1,1 miljardit dollarit. See on palju raha, mis jaguneb üsna pikaks ajaks. Muidugi tahaksid kõik varakult tagasi anda, kuid alati ei lähe see nii. Teadus teab, kuidas kaua oodata, taluda, mitte progressi näha (kuigi edusamme on). Kas see projekt on miljard dollarit väärt? Absoluutselt. Kuid 2015. aastal kulutasid USA sõjavägi 600 miljardit dollarit, nii et selle taustal näib LIGO-sse investeerimine olevat jama.
Kavas on saata gravitatsioonilaine detektor kosmosesse
Täpselt nii. Kosmoses olev detektor ei sisalda maapinnal häirivat müra. Ja tekib ka vaakum. Ka kosmose gravitatsiooni vaatluskeskus saab olema üsna suur, kuna peeglid tuleb paigutada erinevatesse kohtadesse. Sellega on seotud palju tehnilisi raskusi, kuid proovime.
See on eLISA programmi eesmärk. Programm käivitas kaks LISA Pathfinderi testmassi. See konkreetne missioon testib, kui täpselt neid kahte massi saab positsioneerida - vajalik samm kosmose gravitatsiooni vaatluskeskuse ehitamise suunas.
Madalsageduslikke gravitatsioonilaineid saab mõõta raadioteleskoobi abil
Pulsarid on nagu universumi kell. Pulsari ajastust (ajastust) mõõdetakse raadioteleskoopidega (mis kasutavad nähtava valguse asemel raadiolainet). Kuidas saaks neid kasutada gravitatsioonilaine detektoritena? Näiteks vaadake pulsarisignaale erinevates kohtades. Kui madalsageduslik gravitatsioonilaine läbib pulsareid, muutub nende enda ajastus. Pulsarite aja ja asukoha muutuste põhjal saate kosmoses luua sisuliselt LIGO hiiglasliku versiooni (suurim). Neid nimetatakse pulsari ajavõrgu massiivideks ja need on täiesti reaalsed.
Võib-olla on LIGO õnnelik, kui teatas gravitatsioonilaine avastamisest enne, kui raadioteleskoobid seda tegid.
