Právě jsme objevili zvuky časoprostoru. Pojďme poslouchat
Méně než deset let od první detekce gravitačních vln – riples v samotném časoprostoru – podporované rozpočtové škrty hrozí, že umlčí tuto průkopnickou vědu
Ilustrace dvou černých děr obíhajících se navzájem.
Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images
Už dávno, v galaxii daleko, tančily kolem sebe dvě černé díry a přitahovaly se stále blíž, dokud neskončily kosmickou kolizí, která poslala vlny skrz strukturu prostoru. Tyto Gravitační vlny cestoval přes miliardu let, než dosáhl Země. 14. září 2015 slyšela jejich observatoř laserového interferometru gravitační vlna (Ligo) cvrlikání signáluoznačení vůbec první detekce takového Kosmická kolize.
Vědci zpočátku očekávali, že Ligo může detekovat jen několik z těchto kolizí. Ale nyní, blížící se k 10. výročí detekce, jsme již pozorovali více než 300 událostí gravitačních vln, Odhalení zcela neočekávaných populací černých děr. Právě v poslední době, 14. července vědci Ligo oznámili objev nejmenší fúze dvou černých děr kdy jsem viděl.
Astronomie gravitační vln se stala globálním podnikem. V čele dvou špičkových detektorů Ligo v USA a posílení spoluprací s detektory v Itálie (Panna) a Japonsko (Kagra)Pole se stalo jedním z nejvíce bohatých a nejzajímavějších hranic v astrofyzice. To testuje základní aspekty obecné relativityměří rozšíření vesmíru a zpochybňuje naše modely Jak hvězdy žijí a umírají.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Ligo také podnítilo návrh a vývoj technologií nad rámec astronomie. Například Pokroky v kvantových technologiíchkteré snižují šum a tím zlepšují citlivost detektoru Ligo, mají slibné aplikace jak na mikroelektroniku, tak na kvantové výpočetní techniky.
Vzhledem k tomu všemu nepřekvapuje, že Nobelova cena ve fyzice byl udělen zakladatelům společnosti Ligo v roce 2017.
Přesto navzdory tomuto mimořádnému příběhu o úspěchu, pole nyní čelí existenciální hrozbě. Trumpova správa navrhla Smívání rozpočtu Total National Science Foundation (NSF) o více než polovinu: Pohyb tak závažný, že jeden ze dvou detektorů Ligo by byl nucen vypnout. Konstrukce a upgrade dvou detektorů Ligo vyžadovala veřejnou investici přibližně Od roku 2022 1,4 miliardy dolarůOpuštění poloviny tohoto projektu by nyní představovalo gigantický odpad. Americký výbor Senátu v polovině července tlačil zpět proti Hobling Ligo, ale Kongres má v poslední době složený proti správě rozpočtu snížit požadavky a nechat jej stále na stole.
Navrhovaný 19 milionů dolarů snížit na rozpočet Ligo Operations (snížení od roku 2024 z přibližně 40 procent) by byl aktem ohromující krátkozrakosti. Pouze s jedním spuštěním detektoru liga detekujeme pouze 10 až 20 procent událostí, které bychom viděli při operačních detektorech. Výsledkem je, že USA rychle ztratí své vedoucí postavení v jedné z nejpřísnějších oblastí moderní vědy. Astronomie gravitační vlny, kromě toho, že je technickým úspěchem, je zásadním posunem v tom, jak my pozorovat vesmír. Odchod pryč by teď byl jako vymyslet mikroskop odhodit to stranou Než jsme měli dobrou šanci podívat se skrz objektiv.
Zde je důvod, proč ztráta jednoho detektoru má takový ničivý dopad: Počet gravitačních vlnových událostí, které očekáváme detekci, závisí na tom, jak daleko mohou naše detektory „vidět“. V současné době si mohou spatřit binární fúzi černé díry (jako ta detekovaná v roce 2015) na vzdálenost sedmi miliarda Světelné roky! S pouze jedním ze dvou fungujících detektorů ligo je objem, který můžeme sondovat, sníženo na pouhých 35 procent své původní velikosti, čímž se sníží očekávanou míru detekce stejnou zlomkem.
Kromě toho je rozlišení skutečných gravitačních vlnových signálů od šumu nesmírně náročné. Pouze v případě, že stejný signál je pozorován ve více detektorech, můžeme jej s jistotou identifikovat jako skutečnou gravitační vlnovou událost, spíše než, řekněme, vibrace procházejícího vozu. Výsledkem je, že pouze s jedním detektorem pracujeme, můžeme potvrdit pouze nejvíce vanilkové a jednoznačné signály. To znamená, že nám bude chybět mimořádné události, jako je ten, který byl oznámen v polovině července.
Zúčtování jak pro snížený objem detekce, tak skutečnost, že můžeme potvrdit pouze vanilkové události, dostaneme se k obávaným 10 až 20 procentům očekávaných gravitačních vln.
Nakonec také ztratíme schopnost sledovat gravitační vlnové události s tradičními dalekohledy. K triangulaci pozice události na obloze je nezbytné více detektorů. Tato triangulace byla nezbytná pro sledování První detekce fúze binární neutronové hvězdy. Tím, že určili polohu fúze na obloze, mohly být dalekohledy po celém světě povolány do akce, aby se zachytil obraz exploze, která doprovázela gravitační vlny. To vedlo k kaskádě nových objevů, včetně realizace v roce 2017, že takové fúze zahrnují jeden z hlavních Zdroje zlata ve vesmíru.
Navrhovaný rozpočet za společnost Beyond Ligo také ukončuje podporu americké pro evropskou misi s vesmírnou gravitační vlnou Lisa a zaručuje zrušení detektoru gravitačních vln nové generace Kosmický průzkumník. USA jsou tedy připraveny ztratit svou globální vedoucí postavení. Jak Evropa a Čína postupují kupředu s ambiciózními projekty, jako je Einstein dalekohledLisa a Tianqin, To by mohlo mít za následek nejen chybějící další vlny průlomů, ale také ve významném odtoku mozku.
Nemůžeme předvídat, jaké objevy stále leží. Koneckonců, kdy Heinrich Hertz Nejprve potvrdil existenci rozhlasových vln v roce 1887, nikdo si nemohl představit, že jednoho dne nesná internetový signál, který jste použili k načtení tohoto článku. To podtrhuje zásadní bod: zatímco škrty na vědu se mohou zdát, že mají v krátkodobém horizontu jen menší účinky, systematické vymezení základních věd podkopává Nadace inovací a objevování To má dlouho řídit pokrok v moderním světě a podporovalo naše ekonomiky.
The Detekce gravitačních vln je průlom na stejné úrovni jako první detekce rentgenových paprsků nebo rádiových vln, ale ještě hlubší. Na rozdíl od těchto forem světla, které jsou součástí elektromagnetického spektra, vycházejí gravitační vlny z zcela odlišné síly přírody. Svým způsobem jsme odemkli nový smysl pro pozorování vesmíru. Je to, jako by předtím, mohli jsme vidět jen vesmír. S gravitačními vlnami můžeme slyšet všechny zvuky, které s ním přicházejí.
Rozhodnutí přestat poslouchat nyní by bylo pošetilé.
Toto je článek o názoru a analýze a názory vyjádřené autorem nebo autory jsou pouze jejich vlastní, a nikoli názory žádné organizace, s nimiž jsou spojeny nebo nutně ta z nich Vědecký Američan.
