Mali ste dosť času premýšľať o objave gravitačných vĺn LIGO, pochopiť, čo to je, a urobiť pre seba zaujímavé závery. Význam tohto objavu šokoval svet, takže vás bude zaujímať spoznávanie jeho menej známych stránok. Napríklad …
Gravitačné vlny by nemali byť užitočné
Toto je častá otázka, ktorá vyvstáva s novým vedeckým objavom: môžu tu byť gravitačné vlny? Môžete na nich plávať? Môžete s nimi všeobecne urobiť niečo užitočné? Napríklad zostrojte antigravitačný stroj. Alebo warp pohon. Všetky tieto myšlienky sú svojím spôsobom úžasné, ale nezachytávajú hlavný bod. Neštudujeme gravitačné vlny, aby sme niečo robili. Študujeme gravitačné vlny, pretože chceme porozumieť gravitačným vlnám.
Richard Feynman to povedal veľmi dobre:
„Fyzika je ako sex: samozrejme, môže priniesť určité praktické výsledky, ale preto to nerobíme.“
Je zrejmé, že je ťažké predpovedať vznik nových technológií, ktoré by si tento objav mohli vyžiadať svoju daň. Vezmite si napríklad laser. Keď vznikol v roku 1960, mnohí si mysleli, že nebude mať žiadne praktické využitie. Samozrejme, že sa mýlili. Lasery sú dnes všade.
Propagačné video:
Detekcia LIGO nedokazuje existenciu gravitačných vĺn
Začnime však podstatou „dôkazu“. Veda nikdy nedokazuje pravdivosť niečoho - jednoducho to nedokáže. Veda stavia modely. Ak tieto modely zodpovedajú skutočným údajom, je to vynikajúce - ale to model neplatí. Naopak, ak nájdete údaje, ktoré nie sú v súlade s vaším modelom, môže to znamenať, že došlo k omylu v modeli. Slovo „dôkaz“teda nie je potrebné používať.
Ďalej. LIGO nepreukázalo existenciu gravitačných vĺn. Ale tento projekt ako prvý zhromaždil dôkazy na podporu modelu gravitačných vĺn. Je to lepšie? Č. Problém zostáva. Vráťme sa do minulosti. V roku 1993 dostali Russell Hulse a Joseph Taylor ml. Nobelovu cenu za fyziku za objav binárneho pulzaru s premenlivou obežnou dobou. Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity by tieto pulzary mali emitovať gravitačné vlny a znižovať obežnú dobu, ako presne zistili Hulse a Taylor. Môžeme povedať, že ako prví získali presvedčivé dôkazy o existencii gravitačných vĺn.
Ale nenašlo LIGO vlny iba na hľadanie dôkazov o ich existencii? Môžete to povedať, ale všetko závisí od toho, čo sa považuje za „priame meranie“. Gravitačnú vlnu nikto nevidel. LIGO sledovalo pohyb zrkadiel vyzbrojených gravitačnými vlnami. Nechápte ma zle, objav je naozaj vážny.
LIGO by tento signál nezistil bez Advanced LIGO
Aplikácia Advanced LIGO zvýšila citlivosť detektorov. Pretože intenzita signálu gravitačnej vlny klesá s prejdenou vzdialenosťou, citlivejší detektor vám umožní „vidieť“vesmír ďalej. Oveľa ďalej.
Bez Advanced LIGO by bola gravitačná udalosť (ako zrážka neutrónových hviezd) potrebná oveľa bližšie k Zemi. Ak sú tieto udalosti zriedkavé, bude to trvať dlho. Zvyšovaním pozorovacej vzdialenosti zvyšuje LIGO šance na detekciu budúcich udalostí.
Do spoločnosti LIGO sa investovalo veľa
Americká národná vedecká nadácia investuje do hľadania gravitačných vĺn od 70. rokov. Odvtedy investovala asi 1,1 miliardy dolárov. Je to veľa peňazí rozdelených na pomerne dlhú dobu. Samozrejme, každý by chcel vrátiť skôr, ale nie vždy to tak vyjde. Veda vie, ako čakať, vydržať, dlho nevidieť pokrok (aj keď pokrok existuje). Má tento projekt hodnotu miliardy dolárov? Absolútne. V roku 2015 však americká armáda minula 600 miliárd dolárov, takže v tomto kontexte sa zdá byť investovanie do LIGO nezmysel.
Existujú plány na vyslanie detektora gravitačných vĺn do vesmíru
Presne tak. Detektor vo vesmíre bude bez nepríjemného hluku na zemi. A bude aj vákuum. Observatórium vesmírnej gravitácie bude tiež dosť veľké, pretože zrkadlá budú musieť byť umiestnené na rôznych miestach. S tým bude spojených veľa technických ťažkostí, ale pokúsime sa.
To je cieľom programu eLISA. Program uviedol na trh dve testovacie hmoty LISA Pathfinder. Táto konkrétna misia otestuje, ako presne je možné obe hmoty umiestniť - nevyhnutný krok k vybudovaniu observatória vesmírnej gravitácie.
Nízkofrekvenčné gravitačné vlny je možné merať pomocou rádioteleskopu
Pulzary sú ako hodiny vesmíru. Načasovanie (načasovanie) pulzaru sa meria pomocou rádiových ďalekohľadov (ktoré namiesto viditeľného svetla používajú rádiové vlny). Ako by sa dali použiť ako detektory gravitačných vĺn? Napríklad sa pozrite na pulzárne signály na rôznych miestach. Keď nízkofrekvenčná gravitačná vlna prechádza pulzarmi, zmení sa ich vlastné načasovanie. Na základe zmien v čase a umiestnení pulzarov môžete vytvoriť v podstate obrovskú verziu LIGO vo vesmíre (najväčšiu). Nazývajú sa pulzárne časové mriežkové polia a sú úplne skutočné.
Možno je LIGO šťastné, že informovalo o objave gravitačnej vlny skôr, ako to urobili rádioteleskopy.