Fala grawitacyjna
Fale grawitacyjne są falami w czasoprzestrzeni, które powstają podczas ruchu obiektów o masie. Zostały one przewidziane przez Alberta Einsteina w 1916 roku na podstawie jego teorii ogólnej względności. Po raz pierwszy zostały bezpośrednio wykryte 14 września 2015 roku.
Aby fale grawitacyjne były wystarczająco silne do wykrycia, coś bardzo masywnego musi bardzo szybko przyspieszać. Źródłem wykrywalnych fal grawitacyjnych są układy podwójne gwiazd złożone z białych karłów, gwiazd neutronowych lub czarnych dziur.
Rozbłysk po zderzeniu gwiazd neutronowych w NGC 4993
Grawitacja i względność
W fizyce, fale grawitacyjne są falami w zakrzywieniu czasoprzestrzeni, które przemieszczają się na zewnątrz od źródła. Albert Einstein przewidział je w 1916 roku na podstawie swojej ogólnej teorii względności. W teorii fale grawitacyjne transportują energię jako promieniowanie grawitacyjne.
W ogólnej teorii względności fale grawitacyjne nie mogą poruszać się szybciej niż prędkość światła. Nie istnieją one w newtonowskiej teorii grawitacji, w której oddziaływania fizyczne rozchodzą się z nieskończoną prędkością. Jednak wykrycie fal grawitacyjnych dowodzi ostatniego przewidywania ogólnej teorii względności Einsteina.
W 1993 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki przyznano za pomiary układu podwójnego gwiazd Hulse-Taylor, które sugerują, że fale grawitacyjne to coś więcej niż matematyczne anomalie.
Zderzenia gwiazd neutronowych
Wykryto fale grawitacyjne pochodzące z kolizji i łączenia się dwóch gwiazd neutronowych. Pierwsza detekcja nastąpiła 17 sierpnia 2017 roku przez zespół z Pasadeny w Kalifornii.
Projekt jest prowadzony przez Laboratorium LIGO w Caltech. Detektor znajduje się w ogromnym lesie Livingston w Luizjanie. Detektor składa się z dwóch dwu i pół milowych (~4 km) całkowicie prostych rurociągów ustawionych pod kątem prostym. Wewnątrz każdej rury znajduje się laser, który mierzy każdą zmianę długości. Po wykryciu fal grawitacyjnych, teleskopy szukały wizualnych obrazów ich przyczyny. Teleskop VISTA w Chile uzyskał taki obraz.
Do fuzji doszło w galaktyce zwanej NGC 4993. Jest ona oddalona o około 40 mega parseków lub 130 mega lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Hydry. Dla porównania, pobliska Galaktyka Andromedy znajduje się zaledwie 2,5 miliona lat świetlnych od Ziemi.
"Stało się to 130 milionów lat temu - kiedy po Ziemi chodziły dinozaury. Było to tak odległe, że światło i fale grawitacyjne dopiero do nas dotarły".
Takie zdarzenia, podobnie jak supernowe, są źródłem cięższych pierwiastków, takich jak złoto i platyna.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym są fale grawitacyjne?
O: Fale grawitacyjne to zmarszczki w czasoprzestrzeni powstałe w wyniku ruchu obiektów posiadających masę.
P: Kto przewidział istnienie fal grawitacyjnych?
O: Albert Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych w 1916 roku w oparciu o swoją ogólną teorię względności.
P: Kiedy po raz pierwszy bezpośrednio wykryto fale grawitacyjne?
O: Fale grawitacyjne zostały po raz pierwszy bezpośrednio wykryte 14 września 2015 roku.
P: Co jest potrzebne, aby fale grawitacyjne były wystarczająco silne, aby można je było wykryć?
O: Coś bardzo masywnego musi przyspieszać bardzo szybko, aby fale grawitacyjne były wystarczająco silne, aby można je było wykryć.
P: Jakie są źródła wykrywalnych fal grawitacyjnych?
O: Układy podwójne gwiazd składające się z białych karłów, gwiazd neutronowych lub czarnych dziur są źródłem wykrywalnych fal grawitacyjnych.
P: Czy fale grawitacyjne można zaobserwować za pomocą teleskopów światła widzialnego?
O: Nie, fale grawitacyjne nie mogą być obserwowane za pomocą teleskopów światła widzialnego. Wymagają one innego rodzaju detektorów i sprzętu.
P: Dlaczego wykrycie fal grawitacyjnych jest ważne?
O: Wykrycie fal grawitacyjnych dostarcza dowodów na istnienie ogólnej teorii względności i otworzyło nową dziedzinę astronomii, umożliwiając nam lepsze zrozumienie wszechświata i jego początków.
