Гравитационные волны

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.

gravity-wave

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.

Гравитационные волны
Условная схема детектора гравитационных волн

На практике все реализовано чуть сложнее. Внизу снимки двух лабораторий LIGO, расположенных в США:

Гравитационные волны Гравитационные волны

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.

wave-gravity

Гравитационные волныЧем 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.

Поделись с друзьями:
Смотри также разделы: Полезное Тэги: #.
Оцените статью, это важно: УжасноПлохоНормальноХорошоОтлично (11 голосов, среднее: 4,64 из 5)
Загрузка...
Чтобы не пропустить что-нибудь интересное, подпишитесь по электронной почте. Просто введите ваш e-mail и ответьте на письмо-подтверждение:

Нас уже 641 человек. Присоединяйтесь!

Отправить ответ

38 Комментарий на "Гравитационные волны"

Уведомить о
avatar
Владимир
Гость
Владимир
))) так и окажется, что депрессия — это особое состояние сверхчувствительного к окружающей реалии высокоорганизованного мозга…
Валентин
Гость
Валентин
))), нет, изобретут новый материал, №Чугуний# Вот он то и подойдет
Мурат Астана
Гость
Мурат Астана
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.

Владимир
Гость
Владимир
«шкнили» — это шпыняли?… нет, не должно… интуитивно, понимаю, но смыслово не могу представить…
Владимир
Гость
Владимир
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)?
Владимир
Гость
Владимир
…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?
Владимир
Гость
Владимир
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?…
Михаил
Гость
Михаил
«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

Михаил
Гость
Михаил
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» 🙂
Владимир
Гость
Владимир
На гитаре, что ли играть собрался? ))))
Михаил
Гость
Михаил
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 😀
Евгений
Гость
Евгений
А разве центром Вселенной не будет точка Большого взрыва, согласно теории о постоянно расширяющейся Вселенной?
Владимир
Гость
Владимир
Спорно, так как, если не было пространства, то где бы взрыв произошел? если не было времени, когда бы он произошел?
Мурат Астана
Гость
Мурат Астана
«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 )))

Константин
Гость
Константин
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…
Константин
Гость
Константин
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. )))
Владимир
Гость
Владимир
Ты смотри, погода из Астаны (с туманом) до нас добралась!… Какие сводки сегодня, прогноз?
Константин
Гость
Константин
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! )))
Константин
Гость
Константин
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.
Мурат Астана
Гость
solomon
Гость
solomon
Удивительная теория всего! Вместо Большого взрыва — Большой прыжок )).
wpDiscuz