Свершилось то, о чем так долго мечтали физики во всем мире. Гравитационные волны нашли экспериментальное подтверждение, о чем сейчас не пишет наверное только самый ленивый. Я точно не самый, поэтому решил внести и свою лепту в информационный шум.
Но в отличии от всех авторов я начну с конца.
Польза гравитационных волн
“Если раньше вы втыкали USB кабель в разъем с третьей попытки, то теперь будете попадать с первой” — поиски практического применения гравитационных волн.
Повлияет ли открытие гравитационных волн на стоимость нефти, курс рубля/тенге/гривны/доллара, продолжительность жизни и глобальное потепление? Т.е. будет ли практический смысл от данного открытия нам с вами (которые не физики) в ближайшие год-два-пять? Скорее всего нет, потому что аналогичная ситуация была 18 веке. Некто Максвелл предсказал наличие электромагнитных волн. Потом господин Герц доказал экспериментально наличие того, что предсказал Максвелл. Однако надои молока не выросли, объем добычи камня и угля остался прежним. Но сейчас наша жизнь немыслима без этого самого электромагнитного излучения.
Поэтому сказать, как именно пригодится нам гравитационные волны в повседневной жизни могут только фантасты. Физикам они конечно помогут изучать просторы вселенной, а мы в ближайшее время особых эффектов не почувствуем. Но не исключено, что сидя на пенсии возле грави-печки и общаясь с внуками по грави-интернету вы будете рассказывать им, что помним тот день, когда ….!!!!
Мощные или немощные?
Одной из проблем практического применения гравитационных волн видится их “немощность”. Их потому и не могли обнаружить столько лет (поиски начались еще в СССР в 60-е), потому что уж слишком они слабые. Так например гравитационные волны от взаимодействие Солнца и Юпитера имеют мощность всего …. 5 КВатт. Можно запитать обогреватель воды в доме, но только если удастся собрать все волны. Поэтому зафиксировать удается (пока) лишь очень сильные взаимодействия, как например в случае с этим удачным экспериментом — поймали столкновение черных дыр.
Надеяться на то, что в ближайшее время мы сделаем грави-панели и будем питать дом от гравитационного “излучения” пока еще рано. Мы пока толком не научились даже солнечную энергию использовать, которой много больше и наблюдать ее значительно проще.
А как же гравитация?
Гравитация и гравитационные волны это немного разные вещи. Сила гравитации колоссальная и давно доказана путем попадания яблока на голову Ньютону. Как получать из нее энергию уже понятно. Притяжение тел существует всегда, а вот гравитационные волны возникают только при движении с переменным ускорением. Грубую аналогий можно провести с водой и камнями. Пока камень лежит в спокойной воде от него волн нет. А если камень плюхнулся — волны пошли, но постепенно они успокаиваются. На видео хорошо видно, что пока черные дыры крутятся парой практически (но не) равномерно, волн очень мало, в момент столкновения происходит всплеск, а потом все успокаивается.
Значит две гигантских дыры столкнулись, а волны были всего 0.02 сек? Нет, волны шли значительно дольше, но оборудование позволило зафиксировать только самый пик, выделить его на фоне общего шума, который набегает со всех сторон.
Почему Эйнштейн должен радоваться?
Хотя бы потому что он их предсказал в своей общей теории относительности. Косвенно гравитационные волны уже были доказаны, но поймать их за хвост до сих пор не удавалось. Немного погружу вас в эту тему (очень грубо и приближенно, потому что сам владею вопросом буквально по самым верхам). В современной физике есть большой разрыв — Теории относительности хорошо описывают поведение крупных объектов на околосветовых скоростях. В нашей повседневной жизни (скорости много меньше скорости света) вполне хватает и ньютоновской механики (классической механики). Для описания микромира, когда размеры объектов сравнимы с размерами атомов, ученые придумали квантовую механику.
Проблема заключается в том, что теории Эйнштейна и квантовая механика друг с другом не склеиваются в один компот. Т.е. нет такой одной формулы, которая описывала бы и поведение гигантской звезды и движение протона. Одна из острейших проблем современной науки, как поженить эти две механики, которые определяют законы нашего бытия, несмотря на то, что не совсем совместимы друг с другом. Хотя может быть эта несовместимость как раз и объясняет весь наш человеческий дурдом?
Для решения проблемы совместимости придумали всякие теории струн и т.п. В итоге додумались до какой-то квантовой гравитации, которая теперь, может быть, получит шансы на развитие.
Еще раз повторюсь, все вышенаписанное очень грубо и приближенно. Если в специальной теории относительности еще можно как-то разобраться, используя методы аналогий из окружающего нас мира, то ко всему последующему без мощного математического аппарата и умения представить в голове многомерный мир лучше не приближаться.
Как обнаружили?
Идея проверки достаточно проста. Нужно взять два тела, крепко-накрепко прикрутить их к земле, между ними положить линейку, которая не зависит от гравитационных волн и смотреть на расстояние между телами. Если в какой-то момент мы увидим, что расстояние между ними изменилось, это означает, что либо земля усохла в размерах (или наоборот, разбухла), а потом восстановилась, либо изменилось пространство (точнее пространство-время) между этими двумя телами. Главная проблема — изменения расстояние от воздействия гравитационных волн столь незначительно, что измерить его чрезвычайно сложно ( порядок цифр 10 в -23 степени). Но в конце концов с использованием лазеров удалось получить то, что хотели.
На практике все реализовано чуть сложнее. Внизу снимки двух лабораторий LIGO, расположенных в США:
Есть две перпендикулярных вакуумных трубы (самый большой объем вакуума в мире), лазер, которые светит в призму. Призма расщепляет луч на два, и каждый идет в свою трубу. Если система остается в покое, то лучи отражаются, прилетают обратно и попадая в детектор взаимно гасятся. Если тела сблизятся (или удалятся) друг к другу, то лучи пройдут разный путь, соответственно в детекторе уже не будет полного сложения и мы что-то увидим.
Чем сильнее воздействие, тем сильнее сигнал в детекторе. Сейчас планируется создать несколько таких лабораторий по всему миру, чтобы благодаря расстоянию, лучше определять месторасположение источников гравитационных волн.
Кто выиграл миллион?
Неужели из-за того, что кто-то чихнул рядом с прибором все эти ученые теперь станут миллионерами? Возможно, так как данное открытие явно претендует на нобелевскую премию. А заодно и служит хорошим примером того, как в науке можно положить всю свою жизнь и умереть в неизвестности, если не повезет. Активные попытки поймать гравитационные волны начались в начале 90-х годов и с тех пор продолжались без особого успеха. Тем не менее правительство США финансировала эту затею, несмотря на отсутствие результатов. Шли годы, соседи делали свои открытия, зарабатывали бонусы и премии, а эти парни все сидели, стараясь улучшить свой измеритель. Жены опять же пилили наверное некоторых, родители и дети шкнили. Но наконец-то оно стряхнулось. Тот случай, когда терпение и труд вознаграждены.
С чем и хочется поздравить всех участников!
Официальный сайт организации www.ligo.org
Кстати, уже можно начинать волноваться пенсионерам, скоро явно начнутся головные боли, выпадение волос и плохой сон младенцев из-за открытия этих самых волн. И еще все тараканы вымрут. Опять.
))) так и окажется, что депрессия — это особое состояние сверхчувствительного к окружающей реалии высокоорганизованного мозга…
Хорошая тема для бизнеса — чугунные наклейки на телефон для защиты от гравитационных волн. Почему то с маркетинговой точки зрения чугун мне показался самым лучшим выбором для такого изделия.
))), нет, изобретут новый материал, №Чугуний# Вот он то и подойдет
Да, Эйнштейн был гениальным человеком. И данные гравитационные волны пока не в моём понимании (((
Для меня гравитация неразрывно связанно с массой. Куда перемещается масса туда и гравитация. Но что бы гравитационные волны были отдельно от массы? Я этого не могу понять. Для меня: Нет массы — нет гравитации.
По поводу с лазером и вакуумными установками на Земле.
Здесь тоже моего ума не хватает. По мне, изменения длинны лазеров связана с изменением земной поверхности. Как вы знаете у Земли есть естественный спутник Луна. Так вот Луна оказывает сильные приливные силы, которые так же могут оказывать изменения земной поверхности. И не только одна Луна влияет на приливные силы, так же на приливные силы оказывает влияние Солнце. Так вот, от бесчисленной комбинации положении Солнца, Луны и наклона земной оси, мы можем иметь множество результатов.
По анимации видно, что длина лазеров меняется попеременно, как если бы землю плющило разнонаправлено, как раз как от приливных сил.
А с закреплёнными пластинами на земле… Когда я въехал в свою новую квартиру, то через некоторое время у меня пошли трещины на некоторых межкомнатных стенах. Задавал вопрос строителям, а они сказали, что это дом дал усадку, в первый год так всегда бывает. Сейчас уже прошло 10 лет, вроде новых трещин не появлялось. А может это из за гравитационных волн всё произошло и строители просто не знают этого? )))
Извини Володя, но тут я как конспиролог выступил. Может опять американцы своих налогоплательщиков обманули? )))
Надо покурить эту тему, тогда может понимать начну.
«шкнили» — это шпыняли?… нет, не должно… интуитивно, понимаю, но смыслово не могу представить…
Такт-то, совсем не новость — эти гравиволны! Всем известно, что тела притягиваются…
С ДСВ! )))
Интересно, а с какой скоростью мы движемся в абсолютном пространстве (Пространстве)?
Притягиваются — это гравитация! Не путайте, а вот когда притянулись, тогда уже начинаются волны ДСВ ))
Очень-очень грубо можно представить аналогию — лежит провод и рядом с ним магнит. В проводе нет электрического тока, хотя притяжение есть. Если мы начнем двигать магнит — то в проводе появится электрический ток. Так и гравитационные волны, они появляются только при движении (ускоренном).
Гравитация — это не сила согласно общей теории относительности (ОТО). Это искривление пространства-времени. Поэтому аналогии построенные «на силе» не подходят. Т.е. Земля «не тянет» Луну к себе, в том понимании, которое мы видим в человеческой жизни, когда что-то хватаем рукой и тащим ко рту. Земля искривляет пространство-время вокруг себя, и Луна летит прямо(!) но в кривом пространстве. Но в ОТО я еще разбираюсь, там все слишком непросто. Кроме того гравитационное воздействие луны, о котором ты говоришь, не волновое, и очень сильно растянутое во времени. В то время как зарегистрированные сигналы чрезвычайно короткие.
Волновых детектора два — в Вашингтоне и Луизиане. Сигнал был зарегистрирован в обоих, а задержка по времени приблизительно дала понять часть космоса, из которого он пришел. Это как раз защита от сторонних шумов. Источниками гравитационных волн являются все объекты, которые движутся с ускорением. Например я, печатая данный текст, тоже распространяю эти самые волны.
Теоретически можно сделать прибор гравитационного видения и тогда можно будет видеть самолеты-невидимки в небе в моменты их неравномерного движения. Если силу отражения электромагнитного излучения от современных радаров можно снизить, то свойство объекта излучать гравитационные волны «отключить» нельзя. Другое дело, что гравитационное взаимодействие во много (очень очень много — цифра с 40 нулями) раз слабее электромагнитного, поэтому листик бумаги легко удерживается магнитом на холодильнике, хотя и магнит и листик «тянет» вниз огромная Земля.
Специальная Теория относительности (СТО) говорит, что понятие скорости нужно всегда давать «относительно» чего-то. СТО обоснованно утверждает, что пространства нет, есть пространство-время. Внимание, сейчас может произойти разрыв шаблона — в пространстве-времени (т.е. 4-х мерной координате) мы всегда движемся со скоростью света. Если мы лежим на диване и относительно стороннего наблюдателя не движемся в пространстве — значит мы максимально быстро движемся во времени. Если же мы бежим относительно наблюдателя, то вектор начинает наклоняться в сторону пространственных координат, уменьшая «скорость течения времени». И чем быстрее мы бежим, тем медленнее течет время. И когда мы будем бежать почти со скоростью света, время почти перестанет течь. Доказательство на практике например спутники GPS, СТО утверждает и это экспериментально подтверждено, что часы на спутниках будут идти медленнее, чем на Земле. (правда из-за ОТО атомные часы на спутниках будут идти быстрее и это тоже подтверждено, но об этом лучше не думать, а то моск взорвется (( )
Вообще разобраться в СТО можно, в сети есть много разнообразных материалов, которые поясняют все то, что нам не смогли разжевать в школах и университетах, простым языком с использованием понятных аналогий. Очень увлекательное занятие и хорошая разминка для мозга.
…нет, не относительно наблюдателя и иных точек отсчета, а относительно абсолютного пространства, т.е. существует же пространство не в философском смысле, а в физическом, т.е. как некий абсолютный ноль, ну, хорошо, относительно которого все и движутся? С какой скоростью движется ВСЕ?
Несовместимые слова. Нет абсолютной точки отсчета. Не за что ухватиться ((
понял, что понял, но все равно, разовью мысль для ясности — в том и вопрос, что не относительно некоей точки начала измерений, к примеру, центра галактики, а относительно той точки, от которой можно считать, т.е. движение в галактике идет от центра, а галактики тоже куда-то летят, и система, состоящая из галактик тоже подвижна… другими словами, предел может быть поставлен границами человеческого познания, верно? или я, пардон, опять ошибся?…
Нет центра вселенной в нашем человеческом понимании. Вселенная постоянно расширяется, причем с ускорением. В какой бы точке вы не оказались, будет ощущение, что это и есть центр вселенной. Утрировано — представим, что все мы точки на воздушном шарике, который надувается и расстояние между всеми точками увеличивается. Где центр этого шарика? На шарике его найти невозможно, потому что он … внутри. Но так как мы жители плоского шарика, то мы не можем себе вообразить/представить дополнительное измерение, поэтому центра мы не найдем. Т.е. центр есть везде и его нигде нет. Скорость всегда относительна, как и время, как и расстояние.
Понятие «абсолютной скорости» идет во-первых от житейской логики (относительно Земли), во-вторых эта идея активно жила, когда считалось, что все пространство заполнено эфиром. Тогда могло быть понятие скорости относительно эфира, который считался неподвижным. Но в те времена вселенная считалась постоянной тоже. Можно было выделить какую-то абсолютную скорость. Фанатов эфирной теории достаточно много и более того, многие экспериментальные доказательства, которые подтверждают теории относительности неплохо укладываются и в теорию эфира.
«Земля искривляет пространство-время вокруг себя, и Луна летит прямо(!) но в кривом пространстве.»
— подождите-подождите, а как же школьная аналогия с камнем на веревке? веревка искривляющая пространство :-О
Это одна из ключевых проблем, которую призвана решить ОТО. Мысленный эксперимент. Согласно Ньютона земля крутится вокруг Солнца «на веревке». Т.е. ее притягивает и удерживает солнце силой гравитации. Представим, что Солнце резко исчезло. Через какое время Земля сойдет с орбиты? Если отпустить веревку из рук, в какой момент начнет предмет отлетать?
Ньютон говорит, что в случае исчезновения Солнца, т.е. в момент исчезновения силы тяжести, в этот же самый момент Земля сойдет с орбиты и полетит прямолинейно. А это значит, что сила тяжести распространяется мгновенно, т.е. быстрее скорости света. Этого быть не может. ОТО доказывает, что гравитационное взаимодействие распространяется со скоростью света. И если Солнце внезапно исчезнет, Земля сойдет с орбиты с последними лучами света, т.е. через 8 минут.
Насчет «Луна летит прямо» может слегка перегнул в абстракциях, но остальное вроде верно.
Владимир, ну Вы меня прямо заинтриговали, ночером буду гуглить про СТО/ОТО.
В последнее время в блоге много идей к новым фильмам. Рождается еще одна. «Спастись за 8 минут» 🙂
Удачи и терпения )) Я сейчас теорию струн грызу.
На гитаре, что ли играть собрался? ))))
Больше на нервах ))
я тут недавно получил рассылку с предложением инвестировать в струнный транспорт. вроде тот же монорельс, только не рельс, а струн.
изобретатель наш земляк, казахстанец.
технологии будущего, дорожной техники больше не надо, снег счищать не нужно, лед не намерзает, струны тонкие, и все такое.
думаю это что-то из той отрасли 😀
Пройдет несколько лет и я может быть соберусь с силами и расскажу о тех изобретениях и изобретателях, с которыми сейчас приходится работать. Это будет познавательно.
А разве центром Вселенной не будет точка Большого взрыва, согласно теории о постоянно расширяющейся Вселенной?
Будет, но ученые пока не в состоянии ее найти. Сейчас, в какой бы части вселенной вы не оказались, вам будет казаться, что вселенная расширяется именно от вашего местоположения. Еще раз мыленный эксперимент с поверхностью надуваемого воздушного шара.
Тут еще проблема в том, что подразумевая центральную точку мы как бы хотим найти ее в пространстве. А до Большого взрыва не было пространства. И времени не было. Заодно и бога не было, так как не было времени, а значит у него (извиняюсь) не было времени для создания вселенной )))
Спорно, так как, если не было пространства, то где бы взрыв произошел? если не было времени, когда бы он произошел?
Спорить не могу, так как мой уровень познания этого не позволяет. Однако отмечу, что Большой взрыв не совсем корректный термин, на английском явление было названо Big Bang, который скорее подразумевал «большой бабах», а не взрыв. На текущий момент никто не знает, что было до бабаха. Текущая версия — не было ничего, так как время и пространство появилось именно тогда, когда бабахнуло.
«Тут еще проблема в том, что подразумевая центральную точку мы как бы хотим найти ее в пространстве. А до Большого взрыва не было пространства. И времени не было. Заодно и бога не было, так как не было времени, а значит у него (извиняюсь) не было времени для создания вселенной )))»
Володя, не богохульствуй! Вон сегодня туман нагнал )))
Ты веруешь?! Значит ты сторонник квантовой механики ))) Веришь в кота Шредингера и принцип неопределенности Гейзенберга ))
Хм… Как раз из богословских штудий следует трансцендентность Бога к Его творению… Но это так, вскользь.
Беда в том, что струнная теория уже скончалась в конце прошлого века. Сейчас пытаются педалировать теорию М-бран и помянутую нами квантовую гравитацию…
Богословные штудии всяк крутит как ему угодно. Веруя в бога и задавая вопрос — что было до большого бабаха, нужно ждать встречный вопрос — а кто создал бога? И следующий — а кто создал того, кто создал бога?
М-теорией я уже не стал пугать читателей )) Чем дальше в лес, тем толще партизаны. Сложно представить 4-х мерность, а 11 и более мерные объекты доступны только для избранных.
Ну наконец-то все точки над «i» расставлены! Есть теория, объединившая и гравитацию и квантовую механику! Все как всегда оказалось невероятно просто. Планковские блохи обрадовали не по детски ))
https://www.youtube.com/watch?v=ktwzphjAsPQ
Господину Хохлову величайший респект!
Что было до ББ — вопрос в корне неверный, мы это знаем ))) Ибо и времени не было. Все развивается/изменяется лишь во времени, это главное условие нашего восприятия. Соответственно, если Бог трансцендентен мультиверсуму, то Он вне времени, т.е. всегда (тут надо резко представить себе одиннадцатимерное в n-степени… гм, «пространство»))), а потому вопрос о создании Бога некорректен в той же мере, что и исходный вопрос. )))
А он трансцендентен по определению. Значит ни доказать, ни опровергнуть нельзя. Вот так всегда.
Ты смотри, погода из Астаны (с туманом) до нас добралась!… Какие сводки сегодня, прогноз?
Да оно и не надо, доказывать. Иначе одно из двух: или есть, или нет. Если нет, то все случайно и, в конечном значении, вне смысла.
А вот если есть… Тогда очень многим придётся жизнь менять, хотят они того, или нет. Ведь доказательство по определению понуждает к согласию.
Так что лучше аргументировать, чем доказывать. С наилучшими, в день СА и ВМФ! )))
А как же чайник Рассела 😉
Взаимно с праздником!
Чайник Рассела — это даже не аргумент, это скорее психологическая уловка, метод абсурдизации. Тема интересная, но как её развивать в рамках этой темы?
По теории струн есть умеренно несложная книга за авторством Яу.
Цель чайника показать, что бремя доказывания фантазии лежит на фантазере, а не на его оппоненте. Тема действительно интересная, но для ее развитий надо бы найти хорошего оппонента. С оппонентом точно не помогу, а вот выделить отдельным постом попробую в ближайшее время.
Мне пока больше всего понравился Грин «Элегантная вселенная», прошелся по всему, от СТО, до М-Теории. Достаточно поверхностно, но определенную базу все-таки нужно иметь. Яу качну.
http://oko-planet.su/science/sciencenews/312747-vchera-1711-8175-39-2568-zabudte-o-bozone-higgsa-gravitacionnyh-volnah-tolko-chto-obnaruzhen-novyy-mir.html
Удивительная теория всего! Вместо Большого взрыва — Большой прыжок )).