Kas ir gaidāmajā gravitācijas viļņu paziņojumā?

Zinātnieki no lāzera interferometra gravitācijas viļņa observatorijas (LIGO) ceturtdien, plkst. 10.30 Austrumu laikā, veiks lielu pētījumu paziņojumu preses konferencē, ko rīko Nacionālais zinātnes fonds. Ir diezgan pamatots iemesls uzskatīt, ka viņi paziņos par gravitācijas viļņu atklāšanu - beidzot beidzot 100 gadu meklēšanu par vienu no mūsdienu fizikas teorijas galvenajiem pīlāriem visumā.

Pagājušajā mēnesī teorētiskais fiziķis un vispārējais ģēnijs Lawrence Krauss pārrunāja, ka viņam bija iemesls uzskatīt, ka LIGO zinātnieki - sadarbība starp Caltech un MIT zinātniekiem - beidzot ir atraduši gravitācijas viļņus - pēc 100 gadiem pēc Alberta Einšteina pirmās hipotēzes par to pastāvēšanu veids, kā izskaidrot vispārējo relativitāti. Krauss rakstīja uz čivināt: „Mans agrākais baumas par LIGO ir apstiprināts ar neatkarīgiem avotiem. Sekojiet līdzi! Gravitācijas viļņi var būt atklāti! Aizraujošs. ”

Ja esat pazaudējis, šeit ir kāda pamatinformācija. Mēs (būtībā) zinām, ka pastāv gravitācijas viļņi, jo mēs zinām, ka gravitācija ir reāla lieta. Bet mēs nekad neesam atklājuši šos viļņus - viss, kas mums ir, ir netiešs pierādījums (jūs zināt, ābols, kas nokrīt no koka, vai jūs nokāpjat pa kāpnēm).

LIGO sākās 2002. gadā ar vienu konkrētu mērķi: atrast gravitācijas viļņus. Tas galvenokārt tiek panākts, skenējot “ripples” telpu laikā. Tie ir ultra-mazie - mērogā, kas ir viens desmit tūkstošdaļas platums protona. Tātad jums ir nepieciešami īpaši jutīgi instrumenti, lai tos atrastu.

LIGO meklēšana ir devusi 13 nevajadzīgus gadus. Tomēr pagājušā gada septembrī projekts saņēma ievērojamu uzlabojumu attiecībā uz tās iekārtām un instrumentiem. LIGO aprīkojums tagad ir trīs reizes jutīgāks, lai atrastu gravitācijas viļņus, nekā tas bija agrāk.

Acīmredzot, tas varēja aizņemt tikai pāris nedēļas, lai ieguldījumi tiktu atmaksāti:

Baumas par gravitācijas viļņu noteikšanu LIGO detektorā. Pārsteidzošs, ja taisnība. Tiks publicēti dati, ja tie izdzīvos.

- Lawrence M. Krauss (@ LKrauss1) 2015. gada 25. septembrī

Kurš Krauss tieši runāja? Tas nekad nebija gluži skaidrs - un viņš nepiedāvāja nevienu vārdu vai pavedienu. Taču kādam, kam ir cieša saikne, nebūtu daudz problēmu, sazinoties ar uzticamu avotu. Nemaz nerunājot, ka zinātnieki ir diezgan piesardzīgi attiecībā uz jebkādu nepamatotu vai nepietiekami atbalstītu pieņēmumu izdarīšanu - tāpēc nav neiedomājami, ka Krauss varētu būt iemācījušies tieši to, kas saistīts ar LIGO datiem.

Bet ir pierādījumi, kas liecina, kāpēc LIGO gatavojas paziņot par svarīgākajiem gada fizikas atklājumiem. Savā fakultātē rakstītajā noplūdes e-pastā teorētiskais fiziķis Clifford Burgess rakstīja: „Spiegi, kas redzējuši papīru, saka, ka viņi ir redzējuši gravitācijas viļņus no binārā melnā cauruma apvienošanās.”

Jā, tā ir taisnība: LIGO fiziķi, iespējams, bija novērojuši divus spirālveida melnus caurumus, kas būtībā slampa viens otru un saplūst vienā. Tas būtu pārsteigums, ņemot vērā, ka LIGO lielākais mērķis gravitācijas viļņu meklēšanai ir bijis neitronu zvaigznes pāris. Atdzesē, noteikti - bet ne tikpat episkā kā divi melni caurumi, kas uzlādē viens otru, piemēram, vīriešu aunus.

E-pasta vēstulē teikts, ka signālam bija 5,1 sigma statistiskā atklāšana - pārsniedzot 5-sigma standarta fiziķus, tika izmantoti, lai izceltu ārkārtīgi spēcīgus novērojumus. Abi LIGO interferometri, kurus izmantoja gravitācijas viļņu meklēšanai un mērīšanai, konstatēja, ka melnā cauruma apvienošanās ar pareizu laika aizturi starp tiem.

Uzņemiet visu piesardzīgi - mēs nezināsim, ko tieši LIGO ir atradis līdz ceturtdienas rītā. Bet, ja šie fiziķi patiešām ir atklājuši gravitācijas viļņus, tie neapšaubāmi ir Nobela prēmijas balvas, un no šī brīža tā būs neatgriezeniski mainījusi pārējo fizikas pasauli.