Vědecká historie: Detekované gravitační vlny, dokazující Einstein Right – 14. září 2015
Rychlá fakta
Objev: První detekované gravitační vlny
Datum objevu: 14. září 2015 v 5:51 AM EDT (09:51 UTC)
Kde: Livingston, Louisiana a Hanford, Washington
SZO: Vědci s vědeckou spoluprací Ligo
Před deseti lety dnes, 14. září, fyzici detekovali gravitační vlny, které se poprvé vlnily přes kosmos.
Kořeny tohoto objevu datují století. Generál Alberta Einsteina relativita předpovídal, že masivní objekty by osvědčily časoprostor. Když se takové masivní objekty zrychlují – například když dva Černé díry Collide – poslali vlnky přes vesmír, nazývané gravitační vlny, postavil.
Einstein si nikdy nemyslel, že je můžeme detekovat, protože zkreslení časoprostoru způsobeného těmito vlnami by bylo mnohem tiničtější než jediný atom.
V 70. letech však fyzik MIT Rainer WeissSZO zemřel v srpnuNavrhl, že by bylo možné zjistit tyto drobné vlnky od srážky masivních černých děr.
Klíčem k jeho schématu byl interferometr, který by rozdělil paprsek laserového světla. Odtamtud by světlo cestovalo dvěma samostatnými cestami, než se odrazí za visící zrcátka a rekombinující u jejich zdroje, kde by detektor světla změřil jejich příchod. Obvykle, pokud by cesty byly stejné délky, tyto dva paprsky by se vrátily současně.
Pokud by však kolem procházela gravitační vlna, usoudili by tyto paprsky stále tak lehce mimo fázi. Je to proto, že gravitační vlny dočasně smoosh a protahování časoprostoru, čímž vytvářejí fluktuace v délce průchodů, skrze které laserové paprsky cestují.
Weiss, spolu s fyzikem Caltech Kip Thornenavrhl myšlenku pokusit se měřit tyto nepolapitelné vlny. Tvrdili, že detektorové dráhy musí být velmi dlouhé, aby detekovaly takové malé signály. A projekt by potřeboval dva široce rozmístěné detektory, aby eliminoval možnost, že signály pocházejí z místních poruch a aby pomohly lokalizovat zdroj kosmických kolizí.
V roce 1990 byl schválen projekt laserového interferometru gravitační vlny (LIGO) a v Hanfordu, Washingtonu a Livitestonu v Louisianě byly postaveny dva identické detektory ve tvaru písmene L.
Po celá léta detektory nenašli nic. Ligo byl tedy upgradován tak, aby se stal citlivějšími na stále jemnější signály. Hodně z toho znamenalo Ochrana zařízení před vibracemi způsobené blízkým provozem, letadly nebo vzdálenými zemětřeseními, které by mohly zakrývat signály ze vzdáleného vesmíru.
V září 2015 vědci zapnuli upgradované nástroje.
Přes noc 14. září vědci na obou lokalitách Ligo detekovali něco zajímavého.
„Dostal jsem se k počítači a podíval jsem se na obrazovku. A hle, aj, je tu neuvěřitelný obrázek tvaru vlny a vypadalo to přesně jako věc, kterou si Einstein představoval,“ řekl Weiss v a dokument o objevu.
Byl to silný „cvrlikání“ nebo kolísání v délce detektorových ramen a bylo tisíckrát menší než průměr jádra.
11. února 2016 vědci oznámili, že událost, kterou detekovali, pocházela z rozbití dvou masivních černých děr, které srazil se asi před 1,3 miliardami let. Evropský experiment gravitační vlny, zvaný Panna, detekoval stejnou událost.
Objev uvedl zcela nový způsob, jak studovat nejextrémnější události vesmíru. Od této první detekce se detektory Ligo, spolu s evropským protějškem experimentem Pannou a japonským detektorem kamioka gravitační vlny (Kagra), detekovaly kolem 300 srážekvčetně trojitých fúzí černé díry a kolize černých děr a neutronových hvězd. V červnu 2023 tým vědců oznámil, že slabý “Pozadí gravitační vlny„Provádí vesmír díky párům černých děr, které se obracejí ke srážce po celém prostoru a čase. A v září 2025 vědci z LIGO spolupráce ověřená desetiletí stará teorie Stephena Hawkinga o černých dírách, propojení kvantové mechaniky a obecné relativity.
Weiss a Thorne, spolu s jejich kolegou Barry Barishbyl oceněn 2017 Nobelova cena za jejich práci.
