Гравитационна вълна

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Гравитационна вълна е смущение (пертурбация) в гравитационното поле, разпространяващо се със скоростта на светлината.

Съществуването на гравитационни вълни е предложено в началото на ХХ век от Алберт Айнщайн в неговата Обща теория на относителността. Потвърдено е едва през 2015 г. от учени, работещи с данни от обсерваторията LIGO в САЩ.

Същност[редактиране | редактиране на кода]

Уравненията на Алберт Айнщайн имат решение като вълнови функции, представляващи движещи се със скоростта на светлината изменения в пространство-времето. Слабата (линейната) гравитационна вълна е напречна вълна с два компонента, или има две поляризации.

Генериране на гравитационни вълни[редактиране | редактиране на кода]

Всяка движеща се с ускорение маса, или тяло, променящо своята плътност, е източник на гравитационни вълни. Силни гравитационни вълни се получават при гигански маси и/или огромни ускорения. Амплитудата на вълната е пропорционална на масата и нейното ускорение, тоест, ~ma. Обаче, за да се придаде ускорение на даден обект, на него трябва да му действа с някаква сила друг обект. Този друг обект, според 3-тия закон на Нютон, изпитва обратното въздействие. Следователно:

  • m1a1 = — m2a2.
Видео: http://www.videosift.com/video/Gravity-Wave

Излиза, че гравитационни вълни не може да се излъчват от единичен обект, а винаги от двойка обекти. И поради интерференцията между тези две вълни те в значителна степен се унищожават. Затова, гравитационното поле е винаги квадруполно, амплитудата на което бързо спада при отдалечаване.


Най-силните източници на гравитационни вълни са:

  • Сблъскващи се галактики - масите са гигантски, но ускоренията - умерени.
  • гравитационен колапс на двойна система от компактни обекти - огромни ускорения при значителна маса

Регистриране на гравитационните вълни[редактиране | редактиране на кода]

Регистрирането на гравитационните вълни е твърде трудно поради тяхната малка амплитуда. Опити за приемане на гравитационни вълни се правят от 70-те години на XX век. За първи път са засечени успешно на 14 септември 2015 г. от гравитационната обсерватория LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) в двете гравитационни антени на експеримента в Ливингстън, щата Луизиана, САЩ (30°33′46.42″ с. ш. 90°46′27.27″ з. д. / 30.562894° с. ш. 90.774242° з. д.) и Ханфорд, щата Вашингтон, САЩ (46°27′18.52″ с. ш. 119°24′27.56″ з. д. / 46.455144° с. ш. 119.407656° з. д.).[1][2][3][4] Техен източник е сливането на двойка въртящи се една около друга черни дупки с маси съответно 29 и 36 пъти масата на Слънцето, които образуват обща черна дупка с маса 62 пъти масата на Слънцето, а разликата от сумата на масите си излъчват като енергия в пространството. Новината за откритието е публикувана официално в научното списание Physical Review Letters шест месеца по-късно – на 11 февруари 2016 г.[1]

По стечение на обстоятелствата това е и първото пряко доказателство за съществуването на черни дупки въобще, за съществуването им в двойки и за това, че могат да се сблъскват и сливат.[5]

  1. а б B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), "Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger", Phys. Rev. Lett. 116, 061102 – Published 11 February 2016
  2. "Gravitational waves: breakthrough discovery after two centuries of expectation", The Guardian, 11 February 2016
  3. "Революция във физиката: Гравитационните вълни съществуват", Наука OffNews, 11 февруари 2016
  4. "Има гравитационни вълни – учени потвърдиха теорията на Айнщайн", Дневник, 11 февруари 2016
  5. Martin Hendry "Gravitational waves found: the inside story", The Conversation – Published 11 February 2016