Dunia fizik telah menjadi tizzy selama beberapa minggu yang lalu sebagai tweet dan khabar angin mencadangkan bahawa para saintis mungkin telah mengesan riak lama yang dicari di ruang angkasa yang dikenali sebagai gelombang graviti. Walaupun sesetengahnya adalah spekulasi, ada beberapa bukti yang menunjukkan bahawa penyelidik di Observatorium Gelombang Gravitational-Laser Interferometer (LIGO) mungkin telah menemui bukti langsung pertama untuk gelombang ini sejak Albert Einstein mencadangkan kewujudan mereka abad yang lalu dalam teori umum relativiti.
Kandungan Terkait
- Gravitational Waves Strike Twice
- Selepas Abad Mencari, Kami Akhirnya Mengesan Gelombang Graviti
- Tujuh Cara Mudah Kita Tahu Einstein Adalah Betul (Untuk Kini)
- Data Apollo-Era Membantu Para Ahli saintis Mencari Gelombang Gravitational
Berikut adalah lima perkara untuk mengetahui tentang gelombang graviti untuk mempersiapkan pengumuman yang akan datang.
Apakah mereka?
Sekiranya anda memikirkan alam semesta sebagai lautan yang luas, gelombang graviti adalah seperti riak yang berlaku apabila objek jatuh ke permukaannya. Menurut teori Einstein, perubahan pecutan benda-benda besar di angkasa, seperti bintang neutron dan lubang hitam, mulailah gelombang-gelombang riak ini melalui kain ruang-waktu-dengan kesan yang paling dramatik dari perlanggaran, Joshua Sokol menulis untuk New Scientist .
Mengapa mereka begitu besar?
Gelombang graviti tidak hanya akan menyokong relativiti, tetapi juga dapat membantu saintis mengkaji fenomena misterius dalam kosmos. Ahli astronomi kini mengimbas langit dengan menggunakan spektrum elektromagnetik, yang mendedahkan pelbagai jenis objek bergantung kepada panjang gelombang. Gelombang graviti akan menjadi "cara paling langsung mengkaji sebahagian besar alam semesta yang gelap, " ahli sains LISA Pathfinder Bill Weber memberitahu Gizmodo . Gelombang melewati sekalipun sebaliknya badan yang sukar ditemui, memberikan gambaran ke dalam bentuk-bentuk misterius yang sama seperti melihat panjang gelombang baru.
Walaupun sukar difahami, riak-riak ini juga menjadi pusat kepada banyak teori mengenai permulaan awal alam semesta. Pengiraan menunjukkan bahawa alam semesta telah melalui tempoh pengembangan pesat dalam beberapa saat selepas Big Bang. Gelombang graviti yang dihasilkan dalam tempoh inflasi yang cepat ini akan berputar melalui latar gelombang mikro kosmik, radiasi terawal yang meresap alam semesta. Rempah-rempah itu akan meninggalkan tanda seperti cap jari yang dapat dikesan untuk permulaan kewujudannya. LIGO direka untuk mengesan gelombang yang lebih baru-baru ini, secara kosmik bercakap, tetapi hanya membuktikan mereka ada akan menjadi satu langkah besar.
Bagaimanakah saintis mencari mereka?
Pengesan gelombang graviti yang paling banyak bekerja dengan cuba untuk melihat perubahan minit dalam jarak antara objek yang dipisahkan oleh jumlah yang diketahui, laporan Maddie Stone untuk Gizmodo. Idea ini adalah bahawa gelombang yang melewati Bumi akan berkerut ruang-masa dengan cara yang mengubah jarak itu.
Terdapat beberapa eksperimen berterusan yang berasaskan di seluruh dunia, masing-masing menguji teknik yang berbeza. Sebagai contoh, LIGO mempunyai dua pengesan yang terletak kira-kira 2, 000 batu, dan mengumpul data dari 75 pemerhatian di seluruh dunia untuk mengesan dan mengasingkan isyarat yang mungkin dari gelombang graviti melalui Bumi. Penyelidik lain telah mencadangkan menggunakan jam atom yang sangat sensitif untuk mengesan gangguan temporal, dan Agensi Angkasa Eropah baru-baru ini melancarkan satelit yang akan menguji teknologi yang boleh membantu para saintis mencipta cara baru untuk mengukur turun naik miniscule di angkasa.
Kenapa mereka begitu sukar untuk dikesan?
Apabila anda menjatuhkan batu ke dalam badan air, riak semakin kecil semakin jauh dari pusat gempa. Gelombang graviti mengikuti prinsip asas yang sama. Ruang luas, dan saintis percaya bahawa banyak sumber gelombang graviti adalah badan yang melayang di tepi alam semesta, yang bermaksud sebarang isyarat yang mencapai Bumi akan sangat pingsan dan sukar untuk diasingkan. Kebanyakan pemerhatian yang mencari gelombang graviti perlu menyusun untuk gangguan kecil dalam fabrik ruang-masa-pengesan LIGO, contohnya, boleh mengukur pergeseran sekecil sepuluh ribu diameter proton, tulis Sokol.
Tunggu, kenapa suara ini biasa?
Ini bukan kali pertama saintis telah mengumumkan penemuan gelombang graviti. Pada tahun 2014 ahli astronomi yang bekerja dengan pemerhatian BICEP2 berhampiran Kutub Selatan berkata bahawa mereka telah menemui bukti untuk gelombang graviti dari awal alam semesta. Tetapi itu ternyata menjadi penggera palsu yang disebabkan oleh habuk kosmik. LIGO juga mempunyai positif palsu pada masa lalu. Pada tahun 2010, sebelum pemerhatian telah dinaikkan kepada sensitiviti semasa, para penyelidik mengesan apa yang mereka fikir mungkin bukti untuk gelombang graviti, tetapi kemudian menyedari ia hanyalah isyarat saintis mereka sendiri untuk menguji sama ada mereka boleh memberitahu perbezaan antara isyarat palsu dan perkara sebenar.
Walaupun kita tidak pasti pasti apa yang berlaku di LIGO sehingga Khamis, terdapat bukti dalam balai awam pemerhatian yang menunjukkan bahawa mereka mungkin benar-benar berada pada sesuatu kali ini. Sejak eksperimen semasa bermula September lalu, kayu balak menunjukkan bahawa para penyelidik LIGO telah menyusuli sekurang-kurangnya tiga petunjuk di berbagai bahagian langit, laporan Sokol. Ia mungkin satu lagi penggera palsu, tetapi buat masa ini, ahli fizik, ahli astronomi dan peminat ruang sedang menunggu dengan keterujaan.
