Mohammad Aref 120454 اشتراک گذاری ارسال شده در 25 بهمن، ۱۳۹۴ امواج گرانشی به طور مستقیم کشف شدند. این امواج کیهانی در ماه سپتامبر گذشته، همزمان هر دو رصدخانه ی امواج گرانشی با تداخل سنج لیزری (LIGO، لیگو) بخش لیگو در واشنگتن و لوییزیانا بر پا شده اند شناسایی شده و خبرش امروز اعلام شد. پس از بررسی ها و بازبینی های چندین باره ی دامنه دار، سرنجام دانشمندان امروز این دستاورد را با امتیاز “۵ سیگما” (بالاترین امتیاز در یافته های علمی) در نشستی خبری به آگاهی همگان رساندند. این امواج گرانشی با اندازه ای بسیار نزدیک به مقدار قابل تصور، در پی ادغام دو سیاهچاله که در یک مارپیچ مرگ به یکدیگر نزدیک می شدند انتشار یافته است. اهمیت این کشف به حدی است که عده‌ای از کارشناسان، پژوهشگران تداخل‌سنج لیگو را لایق دریافت جایزه نوبل فیزیک می‌دانند. امواج گرانشی، نوساناتی در فضا-زمان هستند که نخستین بار ۱۰۰ سال پیش در نظریه نسبیت اینشتین پیش‌بینی شدند، این امواج به قدری ضعیف هستند که به سختی می‌توان آنها را آشکارسازی کرد. به گفته ی دانشمندان امواج گرانشی بر اثر رویدادهای عظیم کیهانی، مثل ادغام سیاهچالهها یا برخورد ستاره‌های نوترونی یا در لحظه ی بیگ بنگ ایجاد می شوند و می توانند اثراتشان در فصا- زمان وجود داشته باشد، به همین دلیل دانشمندان به دنبال آشکارسازی آن هستند. تشخیص امواج گرانشی می تواند به درک بیشتر چگونگی آغاز کیهان کمک کند. منبع: بیگ بنگ 5 لینک به دیدگاه
Mohammad Aref 120454 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 25 بهمن، ۱۳۹۴ همه چیزهایی که باید درباره کشف لایق نوبل فیزیک ۲۰۱۶ بدانید آلبرت اینشتین یکبار دیگر نشان داد که هنوز هم می‌تواند با ثابت شدن پیش‌بینی‌هایش دنیای علم را شگفت زده کند. اما این کشف به زبان ساده به چه معناست و چرا این قدر مهم است؟ به صورت ساده در فیزیک مدرن بعد چهارم به صورت فضا-زمان تعریف شده است. بر اساس این تعریف جاذبه انحنایی از فضا- زمان به حساب می‌آید که جرم آن را ایجاد می‌کند. هر چقدر جرم جسمی بیشتر باشد این انجنا در فضا-زمان بزرگ‌تر است. این انحنا را موقعیت جسم ایجاد می‌کند و بر همین اساس اگر جسم حرکت کند انحنا هم همراه آن حرکت خواهد کرد. برای درک این موضوع فضا-زمان را یک صفحه پلاستیکی نرم یا سطح آب یک دریاچه تصور کنید. روی این صفحه جسمی که جرم زیادی ندارد روی خط مستقیم حرکت می‌کند اما جسمی با جرم زیاد باعث فرورفتگی در صفحه می‌شود. نیوتون گفته بود که همه اجسام تا زمانی که به آنها نیرویی وارد نشود، با سرعت ثابت در خط مستقیم به حرکت ادامه می‌دهند. اینشیتن اما با خودش فکر کرد وقتی که یک جسم به سمت زمین سقوط آزاد می‌کند، نیرویی از بالا به آن وارد نمی‌شود، ولی جسم به سمت زمین شتاب می‌گیرد. چرا این اتفاق می‌افتد؟ اینشتین برای توضیح این موضوع اعلام کرد که اجسام بزرگ همانند زمین، صفحه فضا-زمان را در نزدیکی خود خم می‌کنند. درست همانند زمانی که یک توپ سنگین روی همان صفحه پلاستیکی نرم که مثال زده شده قرار می‌گیرد. هر جسم دیگری را که روی این صفحه بگذارید پس از گذاشتن این توپ سنگین، به سمت مرکز سر می‌خورد. اگر سطح آب را فضا-زمان در نظر بگیرید هر چقدر یک قایق سنگین‌تر باشد و سریع‌تر حرکت کند امواج قوی‌تری ایجاد می‌کند. برای اینکه کشفی که شب گذشته اعلام شد را بفهمید فرض کنید که دو کشتی در سطح این آب با هم برخوردی شدیدی کنند. این تصادف امواج شدید و سهمگینی ایجاد می‌کند. سیاره‌ها،کهکشان‌ها،سیاهچالهها هم وضعیت همین کشتی‌ها را دارند. در فضا-زمان اما جای امواج آب را امواج گرانشی می‌گیرد. همین امواج گرانشی که با سرعت نور در فضا-زمان حرکت می‌کنند را اینشتین در سال ۱۹۱۶ بر اساس نظریه نسبیت عام خود پیش‌بینی کرده بود و حالا پس از گذشت صد سال به کمک تأسیسات لایگو به صورت تجربی مشاهده و رصد شده است. این کشف چطور صورت گرفت ؟ امواج گرانشی بر اثر رویدادهای عظیم کیهانی، مثل ادغام سیاهچالهها یا برخورد ستاره‌های نوترونی یا در لحظه ی بیگ بنگ ایجاد می شوند. در واقع امواج گرانشی زمانی ایجاد می شوند که دو سیاه چاله، دو ستاره نوترونی یا یک ستاره نوترونی و یک سیاه چاله، با یکدیگر برخورد کنند. این برخوردها سبب خمیدگی یا همان انحنا در بعد فضا-زمان می‌شود و آن را به فضای پیرامون خود منتقل می‌کنند. به همین خاطر است که انسان ها در زمین هم تاثیر آن را حس خواهند کرد اما انسان‌ها تنها با ابزارهایی بسیار حساس می‌توانند آن را رصد کنند. این امواج گرانشی در روی زمین به قدری ضعیف هستند که به سختی می‌توان آنها را آشکارسازی کرد و تأسیسات لایگو برای همین کار تاسیس شدند. دو رصدخانه لایگو به شکل L هستند که طول هر بازوی این ال ۴ کیلومتر است و در داخل آنها خلاء مطلق به حجم ۱۰ هزار متر مکعب است. در طول این بازوها امواج نور با لیزر به سمت آینه‌ای که در انتهای هر بازو قرار گرفته‌اند تابانده و بازتاب می‌شوند که در شرایط عادی باید زمان و مسافت طی شده «کاملا» یکسان باشد. این در حالی است که در صورت عبور امواج گرانشی از زمین و همچنین تأسیسات لایگو مدت زمان مسیر طی شده به اندازه یک بر ده‌هزارم قطر پروتون تغییر می‌کند! این همان کلید رصد امواج گرانشی بود! پژوهشگران در رصدخانه تداخل‌سنج لیزری موج گرانشی مشهور به لایگو موفق به مشاهده مستقیم امواج گرانشی برای اولین بار در تاریخ شدند. در اینجا جای کشتی‌های روی مثال سطح آب را دو سیاهچاله با جرم‌های تقریبی ۳۶ و ۲۹ برابر جرم خورشید در فاصله ۱/۳ میلیارد سال نوری از زمین گرفتند که ترکیب آنها موجی گرانشی ایجاد کرد. آنچه در تأسیسات لایگو رصد و ثبت شد موج گرانشی ناشی از تبدیل جرمی معادل با سه برابر جرم خورشید به انرژی در هنگام ترکیب دو سیاهچاله با یکدیگر بود که در نوع خود مشاهده و رصد آن بی‌نظیر به حساب می‌آید. در‌واقع این رصد مهم در سپتامبر سال گذشته میلادی در تأسیسات لایگو صورت گرفت اما دانشمندان زیاد به بررسی موشکافانه آن داشتند. اما پس از بررسی ها و بازبینی های گسترده، سرنجام دانشمندان این دستاورد را با امتیاز «۵ سیگما» (بالاترین امتیاز در یافته های علمی) در نشستی خبری اعلام کردند. ۵ دانشمند مهم و کلیدی در پروژه لایگو و اثبات وجود امواج گرانشی همان‌طور که حدس می‌زنید این کار بسیار سخت است و اثبات آن نیاز به دقتی باورنکردنی داشته است. تأسیسات لایگو اما لیزرهای قدرتمند و آینه‌ّهای بسیار پایدار و دقیقی دارد که می‌تواند امواج گرانشی ساطع شده از برخورد دو ستاره‌ی نوترونی در فاصله‌ی باورنکردنی ۵۰۰ میلیون سال نوری را آشکار کند. برای این کار دانشمندان به وسیله هر دو رصدخانه‌ی لایگو در واشنگتن و لوییزیانا، این مسأله را رصد کردند تا مطمئن شوند نویز محیط را به جای امواج گرانشی واقعی دریافت نکرده‌اند. البته باید در نظر داشت که رصدخانه‌های آلمان، ایتالیا، ژاپن و هند هم به آنها ملحق شدند. چرا این کشف مهم است ؟ ردیابی امواج گرانشی در واقع دو نظریه مهم فیزیک و کیهان شناسی را ثابت کرده است: فرضیه نسبیت عام انشتین که حدود صد سال پیش (۱۹۱۶) ارائه و نظریه دیگری به نام نظریه تورم کیهانی که در دهه هشتاد میلادی مطرح شد. تایید نظریه امواج گرانشی اهمیتی اندازه کشف ذره خدا دارد و به همین خاطر اکثر محققان مطمئن هستند که تکلیف نوبل فیزیک سال ۲۰۱۶ از حالا مشخص است و این جایزه به دانشمندان دخیل در این کشف مهم می‌رسد. این کشف عصر تازه‌ای را برای علم نجوم آغاز خواهد کرد. تایید امواج گرانشی یعنی تاییدی نظریه متداول کیهانشناسی یا نظریه استاندارد کیهانشناسی؛ این نظریه که تورم نامیده می‌شود می‌گوید که طی لحظات اولیه جهان، دوره سریعی از تورم (انبساط) سپری شده است. در طول تورم، دمای جهان و بنابراین انرژی که ذرات کسب کردند، میلیاردها برابر بیشتر از انرژی است که می‌توان در آزمایشگاه‌های زمینی (حتی LHC) تولید کرد. تورم یک پدیده کوانتومی است اما امواج گرانشی در محدوده فیزیک کلاسیک هستند، بنابراین امواج گرانشی پلی میان فیزیک کلاسیک و کوانتوم هستند و به همین خاطر می‌توانند گواهی باشند که گرانش درست مانند دیگر نیروهای طبیعت سرشتی کوانتومی دارد. با اثبات وجود امواج گرانشی اکنون وقتی پدیده‌ای در عالم مثل یک ابرنواختر رخ می‌دهد، می‌توان همزمان با رصد تلسکوپی، امواج گرانشی آن را هم ثبت کرد و مطالعه بسیاری دقیق‌تری درباره آن داشت. همچنین این کشف کمک شایانی برای پاسخ به سؤالات بسیار زیادی از جمله وجود سیاهچالهها خواهد بود. در این راستا کارهای زیاد دیگری در حال صورت گرفتن است. در اروپا دانشمندان در تلاش برای ساخت رصدخانه‌ای به نام تلسکوپ اینشتین هستند که شبیه به تأسیسات لایگو اما با بازوهایی به طول ۱۰ کیلومتر هستند. همچنین سازمان فضایی اروپا قصد دارد رصدخانه فضایی امواج گرانشی eLISA را به فضا پرتاب کند. با اثبات امواج گرانشی دید جدیدی در جهان به وجود خواهد آمد. با استفاده از این اطلاعات سالهای آینده دانشمندان می‌توانند کشفیات بسیار زیادی درباره موضوعات مختلف مانند نظریه بیگ‌بنگ،انفجارهای ابرنواخترها،برخورد کهکشان‌ها داشته باشند. اطلاعات دریافت شده در تاسیسات لایگو که وجود امواج گرانشی را ثابت کرد اثبات وجود امواج گرانشی مانند فعال شدن حسی جدید برای انسان است. از این پس دانشمندان می‌توانند با این قدرت و حس جدید، علاوه بر دیدن جهان، به آن گوش دهند.زمانی که به جهان گوش می‌کنیم، به رازهایی درباره زندگی سیاهچالهها، تولد و مرگشان، پیوندشان و منبع تغذیه‌شان پی خواهیم برد. زمانی که یک سیاهچاله یک ستاره نوترونی را می‌بلعد، ما آن را می‌توانیم رصد کنیم. سیاهچالهها برای بشر تاکنون یک فرض بوده‌اند اما حالا به لطف امواج گرانشی دانشمندان می‌توانند برای اثبات وجود آنها تلاش کنند. ۱۰۰ سال قبل آلبرت اینشتین،وجود امواج گرانشی را به صورت تئوری مطرح کرد و یک قرن طول کشید تا دانشمندان بتوانند آن را به صورت تجربی ثابت کنند. اینشتین یک بار دیگر توانست جهان را شگفت زده کند و بسیاری با خبر اثبات امواج گرانشی بار دیگر گفتند: ممنون آقای اینشتین! منبع: خبرآنلاین 5 لینک به دیدگاه
Mohammad Aref 120454 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 3 اسفند، ۱۳۹۴ اینفوگرافیک جزئیات کشف مهم قرن 2 لینک به دیدگاه
Mohammad Aref 120454 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 6 اسفند، ۱۳۹۴ آشکارسازی امواج گرانشی در ۱۰۰سالگی نسبیت عام اینشتین این که دانشمندی صد سال قبل طی مطالعات علمی خود، نظریه‌ای را پیشنهاد کند و سال‌ها پس از مرگش درست در یکصد سالگی ارائه آن نظریه، هزاران محقق و مهندس، درستی نظریه او را با ساخت ابزارهای دقیق علمی آزمایش و اثبات کنند، بیش از آن که به واقعیت شبیه باشد، ما را یاد داستان‌های علمی ـ تخیلی می‌اندازد. به ویژه که آن دانشمند آلبرت اینشتین، نابغه دنیای فیزیک و ارائه‌کننده نظریات انقلابی مانند نسبیت خاص و نسبیت عام باشد. یکی از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام که تا چندی پیش شاهدی مستقیم برایش وجود نداشت، این بود که وقتی گرانش (جاذبه) یک جسم تغییر کند، این تغییرات در فضا منتشر می‌شود. فیزیکدانان به این تغییرات، موج گرانشی می‌گویند؛ امواجی بسیار ضعیف که تا امروز هیچ ابزاری روی زمین نتوانسته بود وجودشان را اثبات کند تا این که پنجشنبه ۲۲ بهمن گروه محققان همکار در پروژه لایگو اعلام کردند توانسته‌اند موج گرانشی حاصل از برخورد دو سیاهچاله را به طور مستقیم روی زمین اندازه بگیرند. این روزها فیزیکدانان و در صدر آنها دانشمندان و مهندسان همکار در پروژه لایگو بسیار شادمانند. آنقدر که گویی مچ طبیعت را در رقابتی صدساله خوابانده‌اند! آنها ردی از چیزی یافته‌اند که وجودش صد سال فکر همه را مشغول خود کرده بود. آلبرت اینشتین، دانشمندی که عکس‌های قاب شده او در قرن اخیر به عنوان نماد هوش و نبوغ، الهام‌بخش بسیاری از محققان بوده است، حالا گوشه‌ای دیگر از جذابیت نظریه‌ای که سال ۱۹۱۵ به نام «نسبیت عام» ارائه کرده بود توجه دانش‌دوستان را در سراسر جهان معطوف خود کرده است. در دانش فیزیک، فضا ـ زمان عبارت است از یک مدل ریاضی که فضا و زمان را به صورت درهم‌تنیده و به عنوان یک کمیت پیوسته با یکدیگر ترکیب می‌کند. براساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا ـ زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می‌شود و یک محیط پیوسته چهار بعدی ایجاد می‌کند. با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیده واحد، فیزیکدان‌ها توانسته‌اند نظریه‌های فیزیک را – هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی- ساده‌سازی کنند. سنگ بنای نسبیت عام دکتر سهراب راهوار، استاد دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف در توضیحی درباره نظریه نسبیت عام می‌گوید: نسبیت عام، نظریه‌ای بسیار انتزاعی است. گفته می‌شود اینشتین ابتدا نظریه نسبیت خاص را برای توصیف میدان‌های الکترومغناطیس استفاده کرد. او از دو اصل ثابت بودن سرعت و یکسان بودن قوانین فیزیک نسبت به تمام ناظرها در نظریه خود استفاده کرد. اینشتین اصل سومی هم به نام اصل هم‌ارزی اضافه کرد که براساس آن، میدان گرانش با جاذبه برابر دانسته شد. او متوجه شد فضا ـ زمانی که در نسبیت خاص تعریف کرده بود با این تعمیم خمیده می‌شود. اتفاقا در آن زمان ریاضیدانانی مثل هیلبرت و ریمن وجود داشتند که چند دهه قبل هندسه خمیده یا غیراقلیدسی را بنیان گذاشته بودند و اینشتین از طریق آنان با هندسه خمیده آشنا شد. تمام آنها ایده بنیادی بود که در نهایت به فرمول‌بندی نظریه نسبیت عام و مطرح شدن بحث خمیده بودن فضا ـ زمان منجر شد. راهوار ادامه می‌دهد: نسبیت عام چند بار مورد آزمون قرار گرفته است، اما این که ما به طور مستقیم بتوانیم اختلالات فضا ـ زمان را ببینیم چیزی بود که فیزیکدانان انتظارش را داشتند و طبق نظریه نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی شده بود، اما من خودم هم باور نمی‌کردم بتوان روزی آنها را آشکار کرد. در فیزیک همیشه برای راستی آزمایی نظریات علمی، آنها را باید آزمایش کرد تا تأیید شود. دانشمندان چه کشف کرده‌اند؟ دکتر محمدتقی میرترابی، اخترفیزیکدان و عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا درباره ماهیت کشف اخیر امواج گرانشی می‌گوید: یکی از نتایج نظریه نسبیت عام اینشتین این است که انحنای فضا ـ زمان ایجاد می‌کند. به این ترتیب که جرم نجومی بزرگی مثل خورشید روی فضا ـ زمان اطراف خودش اثر می‌گذارد و باعث خمیدگی آن می‌شود. چیزی شبیه خمیدگی که در یک جسم کشسان مانند لاستیک ـ وقتی یک گوی فلزی بسیار سنگین روی آن قرار می‌دهیم ـ ایجاد می‌شود. مفهوم این خمیدگی که در یک فضا ـ زمان چهار بعدی اتفاق می‌افتد، برای ما که در زمین در فضا ـ زمان سه‌بعدی زندگی می‌کنیم چندان قابل تصور نیست، اما می‌دانیم جرم سنگین خورشید موجب می‌شود فضا ـ زمان اطراف خورشید کمی کش بیاید و سیاره زمین ما که در این فضا ـ زمان کش آمده در حال حرکت است، با حرکتش گرانشی به سمت خورشید حس کنیم. وی ادامه می‌دهد: حالا اگر جسمی که نیروی گرانش تولید می‌کند، دچار تغییر و تحولاتی از قبیل تغییر مقدار جرم یا تغییر در شکل شود، میزان کشیدگی و خمش در فضا ـ زمان اطراف آن جسم نیز تغییر می‌کند. این تغییرات به شکل موج با سرعت نور منتشر می‌شود. انتشار تغییرات انحنا در فضا ـ زمان را موج گرانشی می‌گویند. امواج الکترومغناطیسی در برابر امواج گرانشی میرترابی در تشریح شباهت‌ها و تفاوت‌های امواج الکترومغناطیسی و گرانشی می‌گوید: در موج الکترومغناطیسی مقادیر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی در فضا تغییر می‌کند و در طول زمان و مکان منتشر می‌شود. شباهت موج گرانشی با موج الکترومغناطیسی این است که هر دو با سرعت نور منتشر می‌شود، اما ماهیت این دو با هم کاملا متفاوت است. موج الکترومغناطیسی به آسانی از طریق جسمی که خاصیت الکتریکی دارد، قابل آشکارسازی است؛ مثل اتفاقی که در رادیو و تلفن می‌افتد و امواج الکترومغناطیسی را آشکار می‌کند. آشکارسازی موج گرانشی بسیار سخت‌تر است. علت این است که امواج گرانشی تقریبا ۱۰۴۰ برابر از امواج الکترومغناطیسی ضعیف‌تر است؛ این یعنی برای ثبت این امواج به ابزارهای بسیار دقیق نیاز است. ۱۰۰ سال اکتشاف عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا در توضیح درباره تلاش‌های دانشمندان در ثبت امواج گرانشی می‌گوید: از چند سال پیش پروژه‌های مختلفی برای ثبت امواج گرانشی طراحی شده بود، اما به علت دشوار بودن ثبت این امواج ضعیف، عملا هیچ کدام دستاورد قابل توجهی نداشتند. تا این که بتازگی دانشمندان همکار در پروژه لایگو (که آشکارساز امواج گرانشی مبتنی بر لیزرهایی است که می‌تواند لرزش‌های بسیار ضعیف را آشکار کند) توانستند این امواج بسیار ضعیف را ثبت کنند. این خبر بسیار مهمی است. دانشمندان صد سال به دنبال آشکارسازی این امواج بوده و حالا که به این موفقیت دست یافته‌اند، تحولی مهم در شناخت ما از کیهان ایجاد شده است. بعلاوه این کشف، مهر تأیید دیگری بر نظریه نسبیت عام اینشتین محسوب می‌شود. ما امیدواریم این کشف در آینده نیز با روش‌های دقیق‌تری تأیید شود و مراکز علمی بزرگ جهان به سرمایه‌گذاری در این زمینه برای ساخت ابزارهای دقیق‌تر بویژه در فضای ماورای جو تشویق شوند تا دریچه‌هایی نسبت به شناخت بشر از کیهان ایجاد کنند. راهوار نیز کشف امواج گرانشی را آغازگر تحولی در دنیای علم می‌داند و معتقد است از این پس بقیه کشورها نیز در این زمینه سرمایه‌گذاری و مطالعات بیشتری خواهند کرد. وی می‌گوید: اکنون آمریکا، آلمان، لهستان، هند، ژاپن و برخی کشورهای اروپایی در این زمینه سرمایه‌گذاری کرده‌اند. این پنجره‌ای است برای مطالعات ما در کیهان. شبیه سازی صدای امواج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاهچاله را در زیر گوش دهید: www.aparat.com/v/ku21d کشف امواج گرانشی و پژوهش‌های فیزیک در ایران میرترابی درباره مطالعات دانشمندان ایرانی در حوزه شناخت امواج گرانشی تصریح می‌کند: ما پژوهشگرانی در کشور داریم که در حوزه کیهان اولیه و گرانش مطالعه می‌کنند. البته هنوز در زمینه‌های تجربی ـ که به هزینه زیاد و ابزارهای بسیار پیشرفته دقیق نیاز دارد ـ نتوانسته‌ایم کار چندانی انجام دهیم، اما در زمینه رصدی، پژوهشگرانی داریم که در زمینه گرانش مطالعه می‌کنند و با امواج گرانشی سر و کار دارند. این اخترفیزیکدان معتقد است با کشف امواج گرانشی می‌توان به دریافت اطلاعات دقیق‌تر و شناخت بهتر نسبت به لحظات اولیه کیهان و سناریوهای علمی مربوط به بیگ بنگ خوشبین بود. اهمیت کشف اخیر برای آینده راهوار می‌گوید با آشکارشدن امواج گرانشی، روند مطالعات اخترفیزیکدانان در زمینه تحول ستارگان و سیاهچالهها بسیار متحول خواهد شد. وی می‌افزاید: هیچ شاهد رصدی نداریم که به ما بگوید تعداد سیاهچاله‌های دوتایی در کیهان چقدر است یا این که چرا بعضی سیاهچالهها این‌قدر پرجرم هستند. اصلا خود این مشاهده و کشف اخیر، وجود سیاهچالهها را اثبات می‌کند. میرترابی نیز اظهار می‌کند: از ابتدای قرن بیستم دو نظریه مهم در فیزیک ارائه شده که بسیار موفق بوده است. اولی نظریه نسبیت عام است و دیگری نظریه میدان‌های کوانتومی. نسبیت عام ساختارهای بزرگ کیهانی و نظریه میدان‌های کوانتومی، ساختارهای زیر اتمی را توصیف می‌کند. این دو نظریه هرچند خود به تنهایی فوقالعاده موفق بود، اما ظاهرا با هم سازگار نیست. نسبیت عام نظریه‌ای کلاسیک بوده و با مکانیک کوانتومی سازگار نیست. دانشمندان تلاش‌های زیادی کرده‌اند تا این دو را با هم سازگار کنند، اما چندان موفق نبوده‌اند. وی می‌افزاید: به نظر می‌رسد امواج گرانشی آشکار شده بتواند راه‌حل‌هایی پیش پای فیزیکدانان قرار دهد تا مدل‌های دقیق‌تری از نسبیت عام ارائه کنند. این سبب می‌شود نسبت به سازگار کردن این دو نظریه علمی مهم امیدوار باشیم. آشکارساز لایگو چطور امواج ضعیف گرانشی را ثبت کرده است؟ دکتر سهراب راهوار در توصیف ساده آنچه در کشف امواج گرانشی رخ داده با ذکر مثالی می‌گوید: سطح آب را در نظر بگیرید؛ این یک فضای تخت است. اگر ما در آن اختلالی ایجاد کنیم، این فضای تخت از حالت عادی خود خارج و خمیده می‌شود. فضا ـ زمانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، شبیه سطح آب، تخت است. وقتی سنگی در آب بیندازیم یا اختلالی در سطح درست می‌کنیم، این اختلال در نسبیت عام در چهار بُعد تعریف می‌شود و وقتی اختلالی در گرانش ایجاد شود، همه چیز را در هستی کج و معوج می‌کند؛ حتی ما آدم‌ها را! اما این اختلالات بسیار کوچک است. در کشف اخیر آشکارساز لایگو، اختلالات اندازه‌گیری شده تقریبا با نسبت ۲۱-۱۰×۱ بوده است. فرض کنید اگر طول بازوهای آشکارساز لایگو را که تقریبا ۴ کیلومتر است در ۲۱-۱۰ ضرب کنیم مقدار کشیدگی‌های ناشی از موج گرانشی به دست می‌آید که این آشکارساز موفق به اندازه‌گیری آن شده است. مثلا اندازه اجزای داخلی هسته اتم نظیر پروتون حدود ۱۳-۱۰ متر است. می‌بینید دانشمندان این اختلالات بسیار کوچک و جزئی ناشی از امواج گرانشی را که تقریبا یک ده‌هزارم قطر پروتون می‌شود، با چنان ابزار دقیقی توانسته‌اند ثبت کنند. فلسفه بازوهای ساخته شده در آشکارساز لایگو نیز این است که بروز تغییر در امواج گرانشی دریافت شده در آشکارسازی که در آن پرتوهای لیزری تابانده شده بود، موجب کشیدگی یکی از آنها و جمع شدن دیگری به طور متناوب می‌شود. سیاهچالهها و امواج گرانشی سیاهچاله (Black hole) ناحیه‌ای از فضا ـ زمان به حساب می‌آید که جرم در آن فشرده شده است. وجود سیاهچالهها در هستی در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی می‌شود. این نظریه پیش‌بینی می‌کند یک جرم به اندازه کاملا فشرده می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا ـ زمان و تشکیل سیاهچاله شود. معمولا ستاره‌های بسیار پرجرم اواخر مراحل تحول خود به سیاهچاله تبدیل می‌شوند. سیاهچالهها میدان گرانشی فوقالعاده قوی دارند. آنقدر قوی که برای فرار از آنها سرعت نور هم کفایت نمی‌کند. چون نوری از آنها دریافت نمی‌شود بنابراین برای ما ناشناخته باقی می‌مانند. از این رو آنها را سیاهچاله می‌نامند. وقتی دو سیاهچاله دور یکدیگر بچرخند و به هم نزدیک شوند، برهمکنش‌های گرانشی فوقالعاده قوی ایجاد می‌کنند و در این مسیر امواج گرانشی تا حدودی قوی‌تر ایجاد می‌شود که شانس آشکارسازی آن را برای ما بالا می‌برد. زیرا در حال حاضر امواج گرانشی که از ستاره‌ها و دیگر اجرام معمولی تولید می‌شود، قابل ردیابی نیست. منبع: بیگ بنگ 2 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده