Seberapa pantas graviti, betul-betul?

Daripada semua kuasa asas yang diketahui manusia, graviti adalah yang paling biasa dan yang menyatukan Alam Semesta, menghubungkan galaksi yang jauh dalam web kosmik yang luas dan saling berkaitan. Dengan itu, satu soalan yang menarik untuk direnungkan ialah sama ada graviti mempunyai kelajuan. Ternyata ia benar, dan saintis telah mengukurnya dengan tepat.

Mari kita mulakan dengan eksperimen pemikiran. Katakan pada saat ini, entah bagaimana Matahari telah dibuat untuk hilang — bukan sahaja menjadi gelap, tetapi lenyap sepenuhnya. Kita tahu bahawa cahaya bergerak pada kelajuan tetap: 300,000 kilometer sesaat, atau 186,000 batu sesaat. Daripada jarak yang diketahui antara Bumi dan Matahari (150 juta kilometer, atau 93 juta batu), kita boleh mengira berapa lama masa yang diperlukan sebelum kita di Bumi tahu bahawa Matahari telah hilang. Ia akan mengambil masa kira-kira lapan minit dan 20 saat sebelum langit tengah hari menjadi gelap.

Tetapi bagaimana dengan graviti? Sekiranya matahari hilang, ia bukan sahaja akan berhenti memancarkan cahaya, tetapi juga berhenti menggunakan graviti yang menahan planet-planet di orbit. Bilakah kita akan mengetahuinya?

Jika graviti adalah sangat pantas, graviti juga akan hilang sebaik sahaja Matahari menjadi tidak wujud. Kita masih akan melihat Matahari selama lebih kurang lapan minit, tetapi Bumi sudah mula mengembara, menuju ke ruang antara bintang. Sebaliknya, jika graviti bergerak pada kelajuan cahaya, planet kita akan terus mengorbit Matahari seperti biasa selama lapan minit dan 20 saat, selepas itu ia akan berhenti mengikut laluan biasa.

Sudah tentu, jika graviti bergerak pada kelajuan lain, selang antara apabila penyembah Matahari yang pergi ke pantai menyedari Matahari telah hilang dan apabila ahli astronomi memerhatikan bahawa Bumi sedang menuju ke arah yang salah akan berbeza. Jadi, apakah kelajuan graviti?

Jawapan yang berbeza telah dicadangkan sepanjang sejarah saintifik. Sir Isaac Newton, yang mencipta teori graviti canggih pertama, percaya kelajuan graviti adalah tidak terhingga. Dia akan meramalkan bahawa laluan Bumi melalui angkasa akan berubah sebelum manusia yang terikat dengan Bumi menyedari bahawa Matahari telah hilang.

Sebaliknya, Albert Einstein percaya bahawa graviti bergerak pada kelajuan cahaya. Dia akan meramalkan bahawa manusia pada masa yang sama akan menyedari kehilangan Matahari dan perubahan laluan Bumi melalui kosmos. Dia membina andaian ini ke dalam teori relativiti amnya, yang pada masa ini merupakan teori graviti yang paling diterima, dan ia meramalkan laluan planet mengelilingi Matahari dengan tepat. Teorinya membuat ramalan yang lebih tepat daripada Newton. Jadi, bolehkah kita membuat kesimpulan bahawa Einstein betul?

Tidak, kita tidak boleh. Jika kita ingin mengukur kelajuan graviti, kita perlu memikirkan cara untuk mengukurnya secara langsung. Dan, sudah tentu, kerana kita tidak boleh “menghilangkan” Matahari untuk beberapa saat untuk menguji idea Einstein, kita perlu mencari jalan lain.

Teori graviti Einstein membuat ramalan yang boleh diuji. Yang paling penting ialah dia menyedari bahawa graviti biasa yang kita alami boleh dijelaskan sebagai herotan fabrik ruang: semakin besar herotan, semakin tinggi graviti. Dan idea ini mempunyai akibat yang ketara. Ia menunjukkan bahawa ruang boleh ditempa, serupa dengan permukaan trampolin, yang herot apabila kanak-kanak memijaknya. Tambahan pula, jika kanak-kanak yang sama melompat di atas trampolin, permukaan berubah: ia melantun ke atas dan ke bawah.

Begitu juga, ruang secara metafora boleh “melantun ke atas dan ke bawah,” walaupun lebih tepat untuk mengatakan bahawa ia memampatkan dan mengendur sama seperti cara udara menghantar gelombang bunyi. herotan spatial ini dipanggil “gelombang graviti” dan ia akan bergerak pada kelajuan graviti. Jadi, jika kita dapat mengesan gelombang graviti, kita mungkin boleh mengukur kelajuan graviti. Tetapi memutarbelitkan ruang dengan cara yang boleh diukur oleh saintis adalah agak sukar dan jauh melebihi teknologi semasa. Nasib baik, alam semula jadi telah membantu kita.

Mengukur gelombang graviti

Di angkasa, planet mengorbit bintang. Tetapi kadangkala bintang mengorbit bintang lain. Beberapa bintang itu pernah besar dan telah menjalani kehidupan mereka dan mati, meninggalkan lubang hitam – mayat bintang yang mati dan besar. Jika dua bintang sedemikian telah mati, maka anda boleh mempunyai dua lubang hitam yang mengorbit satu sama lain. Semasa mereka mengorbit, mereka memancarkan jumlah radiasi graviti yang kecil (dan pada masa ini tidak dapat dikesan), yang menyebabkan mereka kehilangan tenaga dan mendekatkan diri antara satu sama lain. Akhirnya, kedua-dua lubang hitam itu cukup dekat sehingga mereka bergabung. Proses ganas ini membebaskan sejumlah besar gelombang graviti. Untuk pecahan sesaat kedua-dua lubang hitam itu bersatu, penggabungan itu membebaskan lebih banyak tenaga dalam gelombang graviti daripada semua cahaya yang dipancarkan oleh semua bintang di Alam Semesta yang kelihatan pada masa yang sama.

Manakala sinaran graviti telah diramalkan pada tahun 1916, saintis mengambil masa hampir satu abad untuk membangunkan teknologi untuk mengesannya. Untuk mengesan herotan ini, saintis mengambil dua tiub, setiap satu kira-kira 2.5 batu (4 kilometer) panjang, dan mengarahkannya pada 90 darjah, supaya ia membentuk “L.” Mereka kemudian menggunakan gabungan cermin dan laser untuk mengukur panjang kedua-dua kaki. Sinaran graviti akan mengubah panjang dua tiub secara berbeza, dan jika mereka melihat corak perubahan panjang yang betul, mereka telah memerhatikan gelombang graviti.

The pemerhatian pertama gelombang graviti berlaku pada 2015, apabila dua lubang hitam yang terletak lebih daripada 1 bilion tahun cahaya dari Bumi bergabung. Walaupun ini adalah detik yang sangat menarik dalam astronomi, ia tidak menjawab persoalan kelajuan graviti. Untuk itu, pemerhatian yang berbeza diperlukan.

Walaupun gelombang graviti dipancarkan apabila dua lubang hitam berlanggar, itu bukan satu-satunya punca yang mungkin. Gelombang graviti juga dipancarkan apabila dua bintang neutron berhempas bersama. Bintang neutron juga merupakan bintang yang terbakar — serupa dengan lubang hitam, tetapi lebih ringan sedikit. Tambahan pula, apabila bintang neutron berlanggar, ia bukan sahaja memancarkan sinaran graviti, ia juga mengeluarkan letusan cahaya yang kuat yang boleh dilihat di seluruh Alam Semesta. Untuk menentukan kelajuan graviti, saintis perlu melihat penggabungan dua bintang neutron.

Langgan untuk cerita berlawanan, mengejutkan dan berkesan yang dihantar ke peti masuk anda setiap Khamis

Pada tahun 2017, ahli astronomi mendapat peluang mereka. mereka dikesan gelombang graviti dan lebih kurang dua saat kemudian, balai cerap orbit mengesan sinaran gamma, yang merupakan satu bentuk cahaya, dari lokasi yang sama di angkasa yang berasal dari galaksi yang terletak 130 juta tahun cahaya jauhnya. Akhirnya, ahli astronomi menemui apa yang mereka perlukan untuk menentukan kelajuan graviti.

Penggabungan dua bintang neutron memancarkan kedua-dua gelombang cahaya dan graviti pada masa yang sama, jadi jika graviti dan cahaya mempunyai kelajuan yang sama, ia harus dikesan di Bumi pada masa yang sama. Memandangkan jarak galaksi yang menempatkan dua bintang neutron ini, kita tahu bahawa kedua-dua jenis gelombang telah mengembara selama kira-kira 130 juta tahun dan tiba dalam masa dua saat antara satu sama lain.

Jadi, itulah jawapannya. Graviti dan cahaya bergerak pada kelajuan yang sama, ditentukan oleh ukuran yang tepat. Ia mengesahkan Einstein sekali lagi, dan ia membayangkan sesuatu yang mendalam tentang sifat ruang. Para saintis berharap suatu hari nanti untuk memahami sepenuhnya mengapa kedua-dua fenomena yang sangat berbeza ini mempunyai kelajuan yang sama.

We want to say thanks to the writer of this post for this awesome content

Seberapa pantas graviti, betul-betul?


You can find our social media profiles here and other pages related to them here.https://paw6.info/related-pages/