Měli jste dost času přemýšlet o objevu gravitačních vln LIGO, pochopit, o co jde, a udělat si pro sebe zajímavé závěry. Význam tohoto objevu šokoval svět, takže vás bude zajímat poznávání jeho méně známých stránek. Například…
Gravitační vlny by neměly být užitečné
Toto je běžná otázka, která přichází s novým vědeckým objevem: mohou tam být gravitační vlny? Umíte na nich plavat? Obecně s nimi můžete udělat něco užitečného? Například postavte antigravitační stroj. Nebo warp pohon. Všechny tyto myšlenky jsou svým způsobem úžasné, ale nezachycují hlavní myšlenku. Nestudujeme gravitační vlny, abychom něco dělali. Studujeme gravitační vlny, protože chceme porozumět gravitačním vlnám.
Richard Feynman to řekl velmi dobře:
„Fyzika je jako sex: samozřejmě může přinést určité praktické výsledky, ale proto to neděláme.“
Je zřejmé, že je obtížné předvídat vznik nových technologií, které by si z tohoto objevu mohly vybrat svou daň. Vezměte si například laser. Když vzniklo v roce 1960, mnozí si mysleli, že nebude mít žádnou praktickou aplikaci. Samozřejmě se mýlili. Lasery jsou dnes všude.
Propagační video:
Detekce LIGO neprokazuje existenci gravitačních vln
Začněme ale podstatou „důkazu“. Věda nikdy neprokáže pravdivost něčeho - prostě to nedokáže. Věda staví modely. Pokud tyto modely odpovídají skutečným datům, skvělé - ale to model nevaliduje. Naopak, pokud najdete data, která nejsou v souladu s vaším modelem, může to znamenat, že model je omylem. Slovo „důkaz“tedy není třeba používat.
Dál. LIGO neprokázalo existenci gravitačních vln. Ale tento projekt byl první, kdo shromáždil důkazy na podporu modelu gravitačních vln. Je to lepší? Ne. Problém přetrvává. Vraťme se do minulosti. V roce 1993 Russell Hulse a Joseph Taylor, Jr. obdrželi Nobelovu cenu za fyziku za objev binárního pulsaru s proměnnou oběžnou dobou. Podle Einsteinovy obecné teorie relativity by tyto pulzary měly emitovat gravitační vlny a snižovat oběžnou dobu, jak přesně objevili Hulse a Taylor. Můžeme říci, že jako první obdrželi přesvědčivé důkazy o existenci gravitačních vln.
Ale nezjistilo LIGO vlny místo toho, aby jen hledalo důkazy o jejich existenci? Můžete to říct, ale vše záleží na tom, co je považováno za „přímé měření“. Gravitační vlnu nikdo neviděl. LIGO sledovalo, jak se zrcadla pohybují, vyzbrojená gravitačními vlnami. Nechápejte mě špatně, objev je opravdu vážný.
Bez pokročilého LIGO by LIGO tento signál nezjistil
Pokročilé LIGO zvýšilo citlivost detektorů. Jelikož síla signálu gravitační vlny s ujetou vzdáleností klesá, citlivější detektor vám umožní „vidět“vesmír dále. Mnohem dále.
Bez Advanced LIGO by byla gravitační událost (jako srážka neutronových hvězd) vyžadována mnohem blíže k Zemi. Pokud jsou tyto události vzácné, bude to trvat dlouho. Zvětšením pozorovací vzdálenosti zvyšuje LIGO šance na detekci budoucích událostí.
Do společnosti LIGO bylo hodně investováno
Americká národní vědecká nadace investuje do hledání gravitačních vln od 70. let. Od té doby investovala přibližně 1,1 miliardy dolarů. To je spousta peněz rozdělených na poměrně dlouhou dobu. Samozřejmě, každý by rád vrátil brzy, ale ne vždy to tak dopadne. Věda ví, jak čekat, vydržet, dlouho nevidět pokrok (i když pokrok existuje). Má tento projekt hodnotu miliardy dolarů? Absolutně. V roce 2015 však americká armáda utratila 600 miliard dolarů, takže v tomto kontextu se zdá být investování do LIGO nesmysl.
Existují plány vyslat detektor gravitačních vln do vesmíru
Přesně. Detektor ve vesmíru bude bez otravného hluku na zemi. A také bude vakuum. Observatoř vesmírné gravitace bude také poměrně velká, protože zrcadla budou muset být umístěna na různých místech. S tím bude spojeno mnoho technických potíží, ale pokusíme se.
To je cílem programu eLISA. Program spustil dvě testovací hmoty LISA Pathfinder. Tato konkrétní mise otestuje, jak přesně lze umístit dvě hmoty - nezbytný krok k vybudování vesmírné gravitační observatoře.
Nízkofrekvenční gravitační vlny lze měřit pomocí radioteleskopu
Pulsary jsou jako hodiny vesmíru. Načasování (načasování) pulsaru se měří rádiovými dalekohledy (které místo viditelného světla používají rádiové vlny). Jak by mohly být použity jako detektory gravitačních vln? Například se podívejte na pulsarové signály na různých místech. Když nízkofrekvenční gravitační vlna prochází pulzary, mění se jejich vlastní časování. Na základě změn v čase a umístění pulzarů můžete vytvořit v podstatě obří verzi LIGO ve vesmíru (největší). Nazývají se pulsarová časová mřížková pole a jsou zcela reálná.
Možná je LIGO šťastné, že ohlásilo objev gravitační vlny dříve, než to učinily radioteleskopy.