Gravitācijas viļņi

laiktelpas vērpes forma, kuru izraisa dažādi astronomiskie objekti

Gravitācijas viļņi ir šķērsviļņi, kurus saskaņā ar vispārīgās relativitātes teoriju rada paātrinātā kustībā esoši masīvi ķermeņi vai to formas izmaiņa. Potenciāli gravitācijas viļņu avoti ir pārnovu sprādzieni, neitronu zvaigžņu vai melno caurumu sadursmes. Gravitācijas viļņi vakuumā izplatās ar gaismas ātrumu. Mijiedarbojoties ar ķermeņiem, tiem ir jāizraisa šo ķermeņu deformācija.

Divdimensionāla gravitācijas viļņu shēma, kurus rada divas vienas ap otru riņķojošas neitronu zvaigznes

Lai gan vācu fiziķa Alberta Einšteina izstrādātā vispārīgā relativitātes teorija paredzēja gravitācijas viļņu eksistenci jau 1916. gadā, pirmos tiešos gravitācijas viļņu novērojumus izdevās fiksēt tikai 2015. gada septembrī, kad LIGO gravitācijas viļņu detektori reģistrēja divu melno caurumu sadursmi aptuveni 1,3 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes.[1][2] Novērojums oficiāli tika apstiprināts 2016. gadā.[1]

Kopā ar elektromagnētiskajiem viļņiem gravitācijas viļņi ir vieni no diviem viļņu veidiem, kas spēj pārvietoties caur Visumu un nogādāt informāciju no attāliem astronomiskiem objektiem uz Zemes virsmas.[3]

VēstureLabot

Gravitācijas viļņus pirmoreiz paredzēja Einšteina vispārīgā relativitātes teorija 1916. gadā. Ilgu laiku nebija pietiekami jutīgu instrumentu šo viļņu pierādīšanai. Gravitācijas viļņu eksistenci netieši pierādīja Rasels Halss un Džozefs Teilors, pētot jauna veida pulsāru PSR 1913+16, par ko viņiem 1993. gadā piešķīra Nobela prēmiju.

Lai mēģinātu atklāt gravitācijas viļņus tiešos mērījumos, tika izmantoti elektromagnētiskie teleskopi un neitrīno observatorijas. Džozefs Vebers pirmais mēģināja atklāt gravitācijas viļņus 1960. gados, darbojoties ar rezonanses masas stieņa detektoru. Līdzīgi detektori pasaulē tika uzbūvēti sešās vietās, bet tie nedeva pozitīvu rezultātu. 1970. gados zinātnieki izmantoja lāzera interferometriju, lai veiktu gravitācijas viļņu mērījumus.

2002. gadā gravitācijas viļņus sāka meklēt LIGO observatorija.

2014. gada 17. martā Hārvarda — Smitsona astrofizikas centra zinātnieki paziņoja, ka atklājuši gravitācijas viļņu pēdas. Atklājums veikts, analizējot datus no teleskopa BICEP2, kurš no 2010. līdz 2012. gadam veica reliktstarojuma novērojumus Antarktīdā. Vēlākas citu zinātnieku analīzes liecināja, ka tādas pēdas varētu būt atstājuši starpzvaigžņu putekļi.

2016. gada februārī LIGO darba grupa paziņoja, ka gravitācijas viļņi ir novēroti melno caurumu mijiedarbībā.[4][5]

NozīmeLabot

Pateicoties informācijai no gravitācijas viļņiem, zinātniekiem 2017. gada oktobrī pirmoreiz vēsturē izdevās novērot divu neitronu zvaigžņu sadursmi (kilonovas eksploziju) aptuveni 130 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes, pēc kā tika secināts, ka visticamāk lielākā daļa no Visumā sastopamajiem ķīmiskajiem elementiemzelts, platīns, plutonijs un citi elementi, kas ir smagāki par dzelzi, (to skaitā arī uz Zemes) ir tikuši izveidoti šāda veida astronomisko objektu sadursmes rezultātā.[1][6][7]

Skatīt arīLabot

AtsaucesLabot

  1. 1,0 1,1 1,2 Nadia Drake, Michael Greshko. «What Are Gravitational Waves, and Why Do They Matter?». nationalgeographic.com. National Geographic, 2017. gada 16. oktobris. Skatīts: 2020. gada 11. novembris.
  2. Stīvens Hokings. Īsas atbildes uz svarīgiem jautājumiem. Rīga : Jāņa Rozes apgāds, 2020. 18. lpp. ISBN 978-9984-23-786-2.
  3. Stīvens Hokings. Īsas atbildes uz svarīgiem jautājumiem. Rīga : Jāņa Rozes apgāds, 2020. 16. lpp. ISBN 978-9984-23-786-2.
  4. B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger, Physical Review Letters
  5. Gravitational Wave Detection Heralds New Era of Science, Sky and Telescope
  6. Brandon Specktor. «Monstrous ‘Kilonova’ Explosions May Be Showering a Nearby Galaxy in Gold». livescience.com. Live Science, 2020. gada 29. augusts. Skatīts: 2020. gada 11. novembris.
  7. Brandon Specktor. «Scientists Think They've Found the Ancient Neutron Star Crash That Showered Our Solar System in Gold». livescience.com. Live Science, 2019. gada 6. maijs. Skatīts: 2020. gada 11. novembris.

Ārējās saitesLabot