HUMANOLOGY.MENosce te ipsum!

Категории раздела

Духовность [20]
Религия [5]
Биология, химия [39]
Математика, физика [17]
Эзотерика [11]
Биоэнергетика [39]
Медицина [52]
Психология [79]
Психиатрия [4]
Антропология [12]
Филология, лигвистика, морфология [18]
Социология [36]

Еще почитать...

27.04.2016 ИМЕЮЩИМ УШИ
Музыка настраивает детский мозг на речь
Музыкальные игры помогают младенцам почувствовать ритм речи.
23.06.2017 ТЕЛО
23 эмоции, которые люди чувствуют, но не могут объяснить
23 эмоции, которые люди чувствуют, но не могут объяснить.
22.07.2015 ИМЕЮЩИМ УШИ
Перепады температуры оказались смертоноснее СПИДа
Перепады температуры оказались смертоноснее СПИДа
18.05.2014 ИМЕЮЩИМ УШИ
Мобильная связь разрушает мозг школьников
Работоспособность при использовании сотовых телефонов снижается в половине случаев
03.08.2016 РАЗУМ
Как воспринимает человеческий мозг информацию в Digital Media и печатных изданиях
При чтении с экрана лучше запоминаются детали, с печатного носителя – картина в целом.
02.03.2014 ИМЕЮЩИМ УШИ
В Томске созданы биоактивные нанопротезы со свойствами природной кости
В Томске созданы биоактивные нанопротезы со свойствами природной кости
09.04.2014 ИНОЙ ВЗГЛЯД
Умные люди более доверчивые
Вопреки расхожему мнению, умные люди чаще склонны доверять другим, а те, у кого уровень интеллекта ниже, не так доверчивы.
23.05.2016 ИМЕЮЩИМ УШИ
Бедность делает человека глупее
Согласно новым исследованиям, жизнь от зарплаты до зарплаты снижает умственные способности человека.
10.04.2014 ИМЕЮЩИМ УШИ
Важность слов
Вы, наверное, не отдаете себе отчет, но каждое слово...
07.01.2014 ЛИЧНОСТИ
Я сделаю все наоборот
Когда-нибудь у меня родится сын, и я сделаю все наоборот...

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Читай каждый день!

На ФБ интереснее!

Каталог статей

Главная » Статьи » Математика, физика

Гравитационные волны

Гравитация.

Теория Относительности Эйнштейна предсказывает (читай "из формул прямо следует") множество необычных феноменов и контр-интуитивных парадоксов, которые не могут существовать в ньютоновской теории, и в которые невозможно поверить на слово, приходится ставить эксперименты и проверять. 

Например, Теория Относительности Эйнштейна предсказывает, что вращающаяся масса буквальным образом "увлекает пространство за собой", заставляет его вращаться вместе, словно воронка некого гигантского водоворота. Представьте, что яблоко падает на планету. Какая разница, вращается при этом планета или нет, все равно яблоко должно упасть строго вертикально вниз. 

А вот Эйнштейн говорит, что вращающаяся планета тянет за собой (обратите внимание! не яблоко, не воздух вокруг себя, а само пространство–время, сквозь которое падает яблоко), от чего то упадет не строго вниз, а чуточку сместившись по направлению вращения. Сразу уточню — эффект мизерный. Из–за невеликой массы Земли мизерный, с яблоком сильно не поэкспериментируешь. Но, используя сверхточные приборы, данное отклонение было зафиксировано. Хотите верьте, хотите не верьте, это экспериментально доказанный факт. 

Или эффект гравитационного линзирования, когда пролетая мимо существенной массы, свет уже не путешествует по прямой. 

Есть и другие явления, вытекающие из теории относительности, например прецессия вращающихся планетарных систем, гравитационное красное смещение и прочее, и, что характерно, все эти предсказания были проверены непосредственно опытным путем. И какими бы странными они не были, все точно совпадает с теорией, в которой гравитация это ни что иное как искривление пространства–времени.

И лишь единственный эффект, который прямо следует из формул, так и не был экспериментально обнаружен до осень 2015 года. Как раз те самые гравитационные волны. 

Волны.

Итак, что же это за "гравитационные волны"? Давайте разбираться со второй частью, что же такое, собственно, "волны".

Закиньте поплавок в воду, и начните дрыгать его вверх–вниз. Получите волны на поверхности пруда. Натяните гитарную струну, и начните дрыгать ее вверх–вниз. Получите звук, то есть акустические волны воздуха. Возьмите заряженную частицу, например, электрон и начните дрыгать его вверх–вниз. Получите электромагнитную волну. Самым натуральным образом — возьмите эбонитовую палочку, потрите ее о мех и начинайте яростно трясти заряженной палочкой в воздухе. Сосредоточьтесь на процессе, вы не просто выглядите как идиот, вы при этом еще и радиоволны излучаете. Конечно, учитывая невеликий заряд и невысокую частоту махания на стандартный радиоприемник эту передачу поймать будет затруднительно. Но она есть, ваши персональные радиоволны можно обнаружить, хоть и придется повозиться с аппаратурой.

Дальше все сложнее. Эбонитовая палочка плюс еще рука ведь что–то весят! Перемещая с ускорением массу в пространстве вы тем самым создаете гравитационные волны. Правило простое, перемещаем заряд — порождаем электромагнитную волну, перемещаем массу — имеем гравитационную. Получается, что все мы суть генераторы гравитационных волн? Да, получается. Все дело лишь в интенсивности усилий.

Итак, эбонитовой палочкой, еще и вручную, вы особых радиоволн не сгенерируете. Но что–то такое, на пределе аппаратных возможностей современными технологиями можно уловить. С гравитацией все хуже и серьезней. Гравитационное взаимодействие гораздо слабей электромагнитного. А значит построить прибор для детектирования гравитационных волн гораздо сложней.

Насколько сложней? Видимо, как минимум, насколько слабей. А насколько слабей? А во сколько раз? В 1040 раз. Во столько раз сложней построить гравитоприемник (детектор гравитационных волн) по сравнению с радиоприемником (детектором волн электромагнитных). Потому–то в мире частиц и мире людей балом правит электромагнитное взаимодействие. Гравитацию частиц, людей и даже горных хребтов можно в расчеты не включать. И лишь в мире планет и звездных систем гравитация вступает в свои права. Редко встретишь электрически существенно заряженную звезду или планету, а вот масса есть у всех. По расчетам, лишь при взрыве сверхновой или слиянии двух черных дыр в космосе произойдет достаточная встряска пространства–времени, чтобы мы тут на Земле смогли что–то зафиксировать.

LIGO

Детекторы гравитационных волн есть. Например, гравитационно–волновая обсерватория LIGO в США. 

В двух словах, для гравитационного волнового детектора нужна длиннющая труба, точнее две трубы, перпендикулярные друг другу. Из труб откачан воздух и по ним пускают лазерный луч, который летит внутри, отражается от зеркала на концах и возвращается в исходную точку. Так как длина труб одинаковая оба луча должны вернуться туда же откуда вылетели. Но если во время эксперимента по детектору проходит гравитационная волна, один путь оказывается чуть длинней и лучи рассинхронизируются.

Впервые гравитационные волны были непосредственно обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории LIGO. Были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие, вероятно, в результате слияния двух чёрных дыр и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры. Об экспериментальном открытии гравитационных волн коллаборациями LIGO и VIRGO было объявлено 11 февраля 2016 года.

Открытие ведет к следующим новым научным результатам:

Прямое обнаружение гравитационных волн.
Открытие нового способа наблюдения за Вселенной (гравитационно-волновая астрономия).
Объяснение проблемы гравитационного дальнодействия.
Прямое доказательство существования чёрных дыр.
Прямое доказательство существования двойных чёрных дыр.
Доказательство правильности геометрического подхода к гравитации, на котором базируется ОТО.
Обнаружение самой тяжелой из когда-либо наблюдавшихся звёздных масс.

Шесть гравитационно-волновых сомнений физика Ретта Аллана.

Значимость этого открытия потрясла мир, но… как гравитационные волны могут пригодиться землянам?

1. Гравитационные волны не должны быть полезными. 

Как только люди слышат о новом научном открытии, они, естественно, задаются вопросом, чем это открытие может быть полезно человечеству. В случае с гравитационными волнами многие интересуются, возможно ли теперь создание антигравитационной машины или, допустим, варп-двигателя, как в Star Trek. Все эти мысли нужны и важны, но они не учитывают главного: мы изучаем гравитационные волны для того, чтобы их понять. Лучше всего ситуацию характеризует цитата известного физика Ричарда Фейнмана: «Физика как секс: занятия могут, конечно, принести некоторый практический результат, но это не причина, по которой мы этим занимаемся». Ученые отмечают, что далеко не все научные открытия моментально находят применение. К примеру, созданному в 1960 году первому оптическому квантовому генератору тоже не нашли применение. А сейчас лазерные технологии есть в каждом доме.

2. Сделанное LIGO открытие не доказывает существование гравитационных волн. 

Наука никогда ничего не доказывает. Она строит модели. И если эта модель совпадает с реальными данными, это здорово. Но это не говорит о том, что открытие – истина. Вы можете найти данные, показывающие, что модель «не сходится» с реальностью, и доказать, что она неверна. Называть этот процесс можно по-разному: гипотезой, теорией, научным законом… В 1993 году Рассел А. Халс и Джозеф Х. Тейлор-младший получили Нобелевскую премию за открытие двойного пульсара, фактически подтверждающее теорию Эйнштейна, по которой эти пульсары излучали гравитационные волны. Получается, что Халс и Тейлор первыми доказали существование гравитационных волн. Что касается LIGO: они все же обнаружили волны или собрали доказательства их существования? Никто не видел гравитационную волну, что называется, воочию. Не поймите неправильно, я все же считаю это великим событием.

3. LIGO не смогла бы обнаружить сигнал без помощи. 

Дело в том, что у основной обсерватории LIGO есть помощник – Advanced LIGO, построенный в 2010 году для технической поддержки основного комплекса. Advanced LIGO обладает детекторами повышенной чувствительности. Поскольку гравитационная волна иссякает, преодолевая расстояние, более сильный детектор способен проникнуть глубже во Вселенную и, соответственно, имеет больше шансов «поймать волну». Без Advanced LIGO для фиксации события потребуется, чтобы, положим, столкновение нейтронных звезд произошло в непосредственной близости от Земли. 

4. Национальный научный фонд сделал значительные инвестиции в LIGO. 

Фонд начал спонсировать поиск гравитационных волн еще в 70-х годах XX века. С той поры общий размер инвестиций в эти поиски превысил миллиард долларов. Понятно, что на возврат вложенных денег с научных проектов быстро рассчитывать не приходится. Долгие эксперименты, незначительный, на первый взгляд, прогресс и так далее. Вот как это обычно происходит. Стоит ли проект поиска гравитационных волн миллиард долларов? Безусловно. Общая сумма военных инвестиций в США в 2015 году составила 600 млрд долларов, так что LIGO не кажется таким уж дорогим проектом.

5. Есть планы по размещению гравитационно-волнового детектора в космосе. 

Обсерватория в космосе была бы для этого идеальна, включая отсутствие помех. Космическая обсерватория может быть достаточно большой по размерам и позволит направлять зеркала для улавливания волн в любом направлении, в отличие от Земли. Достичь этой технически сложной, но не невозможной цели предстоит проекту eLISA. Будут запущены два аппарата LISA Pathfinder, которым предстоит смоделировать космическую обсерваторию. В случае устойчивого положения аппаратов, это будет первым шагом к ее созданию. 

6. Гравитационные волны, возможно, получится обнаружить с помощью радиотелескопа. 

Пульсары – это «часы» Вселенной. Срок пульсаров измеряется с помощью радиотелескопа, использующего радиоволны вместо видимого света. Теоретически радиотелескоп вполне можно использовать в качестве гравитационно-волнового детектора, отслеживая сигналы пульсаров из разных мест. Когда низкочастотная гравитационная волна проходит через пульсар, его индивидуальные «часы» меняются. То есть, по сути, пульсары – это гигантская обсерватория LIGO в пространстве. Правда, нужно отметить проект Parkes Pulsar Timing Array, занимавшийся поиском гравитационных волн при помощи временных пульсарных решеток и осенью прошлого года объявивший о тщетности попыток. Наблюдения тогда заняли 11 лет.  

Источник: по материалам Cosmos, Википедия, Naked-Science

Поделиться:
Категория: Математика, физика | Добавил: Alev (23.02.2016)
Просмотров: 526 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Новые статьи

17.09.2017 Психология
Слова поддержки, которые ранят

20 распространенных ошибок в общении с людьми, страдающими от тяжелых, опасных или хронических заболеваний, разбирает психолог Дарья Кутузова.

13.09.2017 Биология, химия
Джо Диспенза: "Материализация событий в вашей жизни начинается на квантовом уровне"

Доктор Джо Диспенза (Joe Dispenza) стал одним из первых, кто начал исследовать влияние сознания на реальность с научной точки зрения. Его теория взаимосвязи между материей и сознанием принесла ему мировую известность после выхода документального фильма «Мы знаем, что делает сигнал».

11.09.2017 Социология
Как заставить свой мозг добиваться поставленных целей?

Добиться того, чего вы хотите, намного проще, чем кажется. Залог успеха – понять, чего именно вы хотите. Писатель Бенджамин Харди написал о том, как это может изменить вашу карьеру и жизнь в целом.

04.09.2017 Биология, химия
Реальность – это лишь галлюцинация: галлюциногенная лекция Анила Сета о природе сознания

Вам никогда не говорили, что вы живёте в каком-то "собственном мире"? Профессор когнитивной и вычислительной нейробиологии Анил Сет (Anil Seth) утверждает, что на самом деле сознательная реальность каждого человека – не более чем галлюцинация, созданная мозгом. И все мы постоянно галлюцинируем, а когда согласовываем наши галлюцинации, то называем их "реальностью".

26.07.2017 Биоэнергетика
Перевод с китайского: как европейцы ищут несуществующие точки и меридианы

Врач-невролог Егор Лобусов, окончивший сначала факультет фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова, а позже получивший полноценное четырехлетнее образование в аспирантуре Нанкинского университета традиционной китайской медицины, считает, что недопонимание принципов традиционной китайской медицины идет от неправильного перевода основополагающих терминов.

24.07.2017 Психология
14 фактов, доказывающих, что вы глупее, чем думаете

Вот 14 фактов о том, как работает наш мозг. И они доказывают, что все не так просто, как вы думаете.

17.07.2017 Биоэнергетика
О чем истерит женщина?

Дать женщине ВОЗМОЖНОСТИ и свободу для реализации. Выпихивайте истерящую женщину на любимую работу. Отправьте её к коучу, пусть он поможет ей разобраться с её богатым внутренними миром и найти ему применение.

13.07.2017 Психология
Остановить детскую истерику можно, задав всего один вопрос

Абсолютно все дети закатывают истерики. Родители интересуются: можно ли с ними что-то сделать или надо просто подождать, пока ребенок подрастет? Мама из Бразилии делится своим рецептом – он простой и работает.

13.07.2017 Социология
Как танцы помогают вашему мозгу

Танцы со своими друзьями или вашим партнером - это не просто увлекательная деятельность, предназначенная для выходных дней. Это также здоровая практика, которая имеет множество преимуществ как физически, так и умственно. Новые исследования показали связь между частым танцем и неврологическим здоровьем.

10.07.2017 Социология
Информационная дурь. Как распознавать, не допускать и избавляться

С самого раннего детства всем нам (людям) со всех сторон рассказывают, что что-то хорошо, а что-то плохо. Чему-то мы верим, что-то отвергаем, в чём-то меняем своё восприятие с веры к отвержению и наоборот. Многое узнанное нам полезно, многое отвергнуто зря. Часть воспринятого как истина, ею не является. Вот об этой части и пойдёт речь ниже.

Поиск

Форма входа

Реклама

Рекомендуем

  • Книжный интернет-магазин
  • Проект "Танцевальный клондайк"
  • Календарь творческих событий
  • Оперативная полиграфия
  • Страж здравого смысла
  • Мой бесценный XXI век