Dè tha ann an talamh tonn?

Oifigeil ceann-latha a 'fosgladh (lorgaidh) den talamh tonn air a mheas a bhith 11 Gearran, 2016. Tha e an uair sin a chumail ann an Washington air na pàipearan co-labhairt, na ceannardan air co-obrachadh LIGO, chaidh ainmeachadh gun robh sgioba de luchd-rannsachaidh a leantainn airson a 'chiad uair ann an eachdraidh a' chinne-daonna a chur ceart iongantas seo.

Tha Fàidheadaireachd mòr Einstein

Tha gun talamh tonnan ann, fiù 's aig toiseach an linn mu dheireadh (1916) a mholadh Albert Einstein chèile taobh a-staigh frèam-Seanalair Relativity (GR). Chan urrainn dhuinn ach Marvel aig ingenious comasan ainmeil fiosaig, a bha comasach air a leithid a dhèanamh fad-ruigsinn le co-dhùnaidhean a 'char as lugha de na fìr dàta. Am measg nan iomadh eile corporra phenomena dùil a fhuair dearbhadh anns an ath linn (slaodachadh an trannsa ùine, atharrachaidhean ann an cruth de rèididheachd tarraingeach ann an stiùireadh an talamh achaidhean, etc.) Cha mhòr nach eil a lorgadh an làthair an seòrsa seo de tonn eadar-obrachadh eadar na buidhnean, gus o chionn ghoirid cha robh e comasach.

Gravity - an Illusion?

San fharsaingeachd, ann an solas a 'relativity teòiridh iom-tharraing gann forsa. 'S e seo thoradh air an perturbation no curvature an rùm-ùine continuum. Bha deagh eisimpleir a 'sealltainn seo postulate Faodar shìn pìos aodaich. Fo chuideam a chur air uachdar a 'mhòr-chuid nì a' chruth a fosadh. Nithean eile ann an gluasad faisg neo-chunbhalachd seo a dh'atharraicheas na slighe aca gluasad, mar a tha e "a thàladh." Agus barrachd cudthrom an rud (fhaide trast-thomhas agus curvature doimhneachd), 's ann as "feachd de thàladh." Nuair a bha e a 'gluasad thairis air a' fabric, faodaidh sibh coimhead air a 'Chogaidh chaochlaideach "luaisgeanach."

Rudeigin coltach tha a 'tachairt ann an saoghal na àite. Sam bith a 'gluasad gu luath cruaidh chùis a tha' na thobar atharrachaidhean ann an dùmhlachd àite agus àm. A tarraing le tonn mòr amplitude, a chaidh a chruthachadh le buidhnean uabhasach mòr tomadan no nuair dràibheadh le mòr accelerations.

corporra-chomharrachaidhean

Atharrachaidhean ann an rùm-ùine meatrach foillsichidh iad fhèin mar atharrachaidhean anns an talamh achadh. Morbhail annasach a tha seo ris an canar cuideachd rùm-ùine luaisgeanach. Talamh tuinn a 'bualadh air a' bhuidheann agus nithean a thachair, agus a 'fàsgadh a' sìneadh orra. Teannachaidh sùim a tha gu math beag - an òrdugh 10 ^-21 a 'chiad meud. Tha fad an duilgheadas lorg iongantas seo gu bheil an luchd-rannsachaidh a bha a bhith ag ionnsachadh ciamar a thomhas agus a chlàradh atharrachaidhean sin a 'cleachdadh an uidheam iomchaidh. Tha cumhachd-tarraing rèididheachd tha e cuideachd air leth ìosal - fad an siostam na grèine, tha e beagan kilowatts.

Tha propagation astar an talamh tonn beagan crochadh air na feartan aig a 'dèanamh tro mheadhan. Tha oscillation amplitude ri astar bhon stòr a 'lùghdachadh mean air mhean, ach cha ruig neoni. Tha tricead na laighe ann an raon bho ghrunn deichean ceudan de Hertz. Tha luaths tuinn-tarraing ann an interstellar tro mheadhan na modhan astar solas.

pongail fianais

Airson a 'chiad uair a teòiridheach dearbhadh an robh talamh tonnan a stiùireadh fhaighinn Ameireaga Reul-eòlaiche Joseph Taylor agus Russell Hulse neach-cuideachaidh dha ann an 1974. Sgrùdadh na Universe tro telescope amhairc Arecibo (Puerto Rico),-rannsachaidh a lorg an pulsar PSR B1913 + 16 a 'riochdachadh Binary siostam neutron rionnagan a thionndadh mun cuairt cumanta ionad mòr aig daonnan angular velocity (tearc ginideach). Gach bliadhna leigheas e an ùine 3,75 hours an toiseach, a lùghdachadh gu 70 ms. Tha seo a luach a tha co-chòrdail ri na co-dhùnaidhean na co-aontaran GTR a 'ro-innse air an àrdachadh ann an astar de chleachdadh bhàrran mu seach de na siostaman seo air sgàth an caitheamh lùtha airson a' ghinealach de talamh tonn. Later tuilleadh dùbailte pulsars troichean agus geal le coltach giùlan a lorg. Radio reul D. Mac an Tàilleir agus R. Hulse an Duais Nobel ann an Physics airson a lorg cothroman ùra de 'dèanamh talamh achaidhean a chaidh a bhuileachadh air ann an 1993.

Goid talamh tonn

Tha a 'chiad aithris lorgaireachd talamh tonnan a fhuair iad bho Oilthigh Maryland saidheans Dzhozefa Vebera (Na Stàitean Aonaichte) ann an 1969. Airson an adhbhair seo chleachd e an dà talamh antennas aca fhèin dealbhadh, air an dealachadh le astar dà chilemeatair. Tha buadhaiche air brìgh lorgair math a bha crith-siolandair-chas iomallach pìos almain, uidheamaichte le piezoelectric transducers mothachail. Tha amplitude an tàlant stèidhichte chaochlaideachd Weber a bhith còrr is millean turas nas àirde na dùil. Oidhirpean le luchd-rannsachaidh eile, a 'cleachdadh uidheam coltach ràdh a-rithist an "Success" Ameireaga fiosaig deagh toraidhean air nach Fhuaireadh. An dèidh beagan bliadhna de dh'obair Weber anns an sgìre seo air a bhith air aithneachadh briste, ach thug spionnadh ri leasachadh "talamh leudachadh" airson a 'gairm anns an sgìre seo de sgrùdadh a tha mòran eòlaichean. Co-dhiù, Dzhozef Veber gu àm a bhàis bha cinnteach a ghabhail talamh tonn.

Leasachadh a 'chuirm uidheam

Anns na 70an saidheans Bile Feyrbank (USA), air a leasachadh dealbhadh talamh-thonn iadhaire, fuarachadh le lionn helium, le cleachdadh na SQUIDs - supersensitive magnetometer. A th 'ann aig an àm a tha teicneòlas chan fhaodadh a' faicinn a thionnsgail agad bathar, thuig ann an "meatailt".

A rèir a 'phrionnsabail seo air a dhèanamh Auriga an talamh lorgair ann lenyarskoy-lann Nàiseanta (Padova, An Eadailt). Tha a 'bhunait structar almain-magnesium siolandair agus fad 3 meatairean a dh'àirde is e trast-thomhas de 0.6 m. Trusaidh aonad cuideam de 2.3 tunna crochte ann an iomallach, fuarachadh gu faisg air Absolute Zero Vacuum t-seòmar. Airson fixation agus crathadh lorgaireachd an Auxiliary cileagram fhuaimnear agus siostam-tomhais a tha stèidhichte air coimpiutairean. Tha a ràdh cugallachd an uidheamachd 10 ^-20.

interferometers

Tha stèidh an obrachadh an interferometric talamh tonn lorgairean gabhail a-steach na h-aon phrionnsabalan a tha air a chleachdadh aig an Michelson interferometer. A thèid a sgaoileadh leis an tùs an leusair sail a roinn ann an dà shreath. An dèidh iomadh faileasan is siubhal air gualainnean innealan sruthan air an toirt còmhla a-rithist, agus a 'chuairt dheireannach britheamh bhacadh ìomhaigh a' toirt buaidh ma tha an cùrsa a 'ghathan dragh sam bith (me, talamh tonn). Uidheam air a chruthachadh ann an iomadh dùthaich:

• Geo 600 (Hannover, a 'Ghearmailt). Tha fad an Vacuum tunail 600 meatair.
• TAMA (Iapan) le guailnean aig 300 m.
• Virgo (PISA, An Eadailt) - co-Franco-Italian phròiseact, a chur air bhog ann an 2007 le trì cilemeatair tunailean.
• LIGO (Na Stàitean Aonaichte, Pacific Coast), a 'dol an sealg airson talamh tonn ann an 2002.

Air fhiach beachdachadh nas mionaidiche.

LIGO adhartach

Chaidh am pròiseact a thòiseachadh le luchd-saidheans aig an Massachusetts agus California Institute of Technology. Gabhail a-steach dà amhairc air an dealachadh le 3 mìle. CMF, Louisiana agus Washington (bhaile Dhùn Lèibhe agus Hanford) le trì-ionann interferometers. Tha fad an ceart-cheàrnach Vacuum tunail a tha 4 mìle. Meatair. 'S e seo as motha a th' ann gu ruige structaran eile coltach. Suas gu 2011, bha mòran oidhirpean gus lorg talamh tonn nach Thàinig toradh sam bith. A susbainteach a leasachadh (Adhartach LIGO) barrachd na cugallachd an uidheamachd ann an raon 300-500 Hz còrr is còig tursan, agus ann an Ìosal tricead sgìre (suas gu 60 Hz) a tha faisg air an òrdugh meudachd, a 'ruighinn luach leithid cliùiteach 10 ^-21. Tha ùrachadh a 'phròiseact a thòisich san t-Sultain 2015, agus na h-oidhirpean air barrachd air mìle de luchd-obrach a' co-obrachadh air a bhith air an duaiseachadh le na toraidhean.

Talamh tuinn a lorg

An t-Sultain 14, 2015 adhart LIGO lorgairean ann an 7 ms ceada a chlàradh a 'tighinn sìos gu ar planaid air an talamh tuinn bhon as motha tachartasan a ghabh àite air iomallan an amharc-cè --aonadh de dhà mòr dubh tuill le torran de 29 agus 36 tursan nas motha na grèine mass. Rè an deuchainn, a ghabh àite thar 1.3 Ga chionn, ann an cùis de diogan gu talamh tonn rèididheachd chosg e mu thrì grèine torran de chùis. Ciad stèidhichte tricead talamh tonnan aig 35 Hz, agus an stùc as àirde tron luach air an ìre a ruighinn ann an 250 Hz.

Tha na toraidhean a gheibhear a bha tric air a smachdachadh gu coileanta deuchainn agus an leigheas, gu cùramach a ghearradh dheth eile mìneachaidhean an dàta. Mu dheireadh, air 11 Gearran an-uiridh air an dìreach lorgaidh na iongantas le dùil Einstein, chaidh ainmeachadh an t-saoghal a 'choimhearsnachd.

Fact Titanic a 'sealltainn obair-rannsachaidh: an amplitude an oscillation ghàirdean de mheud 10 ^-19 m - luach mar seo iomadh turas nas lugha na an trast-thomhas an dadam, cia mòr a tha e nas lugha orains.

cothroman san àm ri teachd

Tha seo a 'lorg a-mach a-rithist a' dearbhadh gu bheil an fharsaingeachd teòiridh relativity - chan e dìreach seata de eas-chruthach foirmlean, agus gu tur ùr Sùil air brìgh talamh tonnan agus iom-tharraing air fad.

Ann barrachd sgrùdaidhean, tha àrd-saidheans dòchasan air an Elsa phròiseact: a 'cruthachadh fuamhaire reul interferometer le guailnean mu 5 millean km, comasach air lorgaireachd eadhon minor perturbations de talamh-achaidhean. Ath-bheothachadh air an obair anns an stiùireadh seo a tha comasach air innse tòrr mu bunaiteach ìrean leasachaidh na cruinne-cè, na pròiseasan, a 'Amharc sin ann an còmhlain traidiseanta e doirbh no do-dhèanta. Chan eil teagamh nach eil dubh tuill, talamh, stuadhan, a thèid a shuidheachadh san àm ri teachd, mòran bruidhinn ann mu nàdar.

Airson a 'sgrùdadh seann rud talamh rèididheachd, comasach air bruidhinn mu dheidhinn a' chiad mòra de ar saoghal an dèidh a 'Big Bang, bidh feum nas mothachaile rùm ionnstramaidean. ), но его реализация, по заверениям специалистов, возможна не ранее, чем через 30-40 лет. Tha am pròiseact seo ann (Big Bang Observer), ach a chur an gnìomh, gheallaidhean nan eòlaichean, tha e comasach eil nas tràithe na 30-40 bliadhna.