מדענים קרובים לפתרון תעלומת גלי הכבידה

2024 מְחַבֵּר: Malcolm Clapton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:56

בפיזיקה המודרנית, כוח הכבידה הוא אחת התעלומות העיקריות. בקושי למדנו כיצד למדוד את ביטוייו בצורת כוח הכבידה. אבל מהי כוח המשיכה, מאיפה היא מגיעה, איך היא מועברת - המדע המודרני עדיין לא מסוגל לענות באופן חד משמעי.

העובדה היא שכוח המשיכה הוא אחת מארבע אינטראקציות בסיסיות - צורות של העברת אנרגיה - ובו בזמן החלשה מכולן. אבל הבעיה העיקרית נמצאת במקום אחר.

ידוע ששלושת האינטראקציות שנחקרו בצורה הטובה ביותר מועברות על ידי חלקיקים. ואם עבור סוגים אחרים של אינטראקציות חלקיקים אלה ידועים, וקיומם מאושש בניסוי (במישרין או בעקיפין, אם כי עם הנחות גדולות), אז עבור כוח הכבידה הכל הרבה יותר מסובך.

נכון לעכשיו, לא ניתן היה לאשר את עצם נוכחותו של מה שנקרא גרביטון (חלקיק תיאורטי האחראי בכמה מושגי פיזיקה להעברת כוח הכבידה ויצירת שדות כבידה), אלא גם עקבות כבידה כאלה שיאפשרו לקבוע את אופי השידור שלו (או, נניח, תחבורה במרחב-זמן).

לפי אותה תיאוריה, המניחה נוכחות של גרביטונים, מסתבר שכוח הכבידה צריך להיות מועבר בצורה של גלי כבידה מכוונים (כלומר, המורכבים מחלקיקים או "חלקיקים דומים" - חבילות אנרגיה בעלות ערך מסוים) - גרביטציוני. קְרִינָה. זה אמור להתבטא בצורה של גלים ענקיים הבוקעים מכל חפצים ואירועים בחלל גדולים - חורים שחורים וצבירי גלקסיות, עם לידתן של סופרנובות. עם זאת, הם עדיין לא נמצאו.

וב-11 בינואר 2016, הקוסמולוג לורנס קראוס מאוניברסיטת אריזונה כתב בטוויטר שלו: "החשדות שלי לגבי גילוי LIGO אושרו על ידי מקורות בלתי תלויים. תישאר בקשר! ניתן לזהות גלי כבידה!"

מצפה גלי הכבידה של LIGO הוא אחד האתרים החשובים ביותר לחקר כוח הכבידה ולחיפוש אחר גלי כבידה. תחנות LIGO משתמשות באינטרפרומטרי לייזר מתקדמים כדי לזהות גלי כבידה. למרות שקראוס רמז כבר בספטמבר 2015 שסימנים של גלי כבידה חמקמקים זוהו בגלאי LIGO, לא היה אישור רשמי לכך. זמן קצר לפני כן, המתחם עבר מודרניזציה, והושק בו ניסוי Advanced LIGO, שיכול להוביל לגילוי גלי כבידה.

בינתיים, לא היו הצהרות רשמיות ממצפי הכוכבים (הן צפויות לפחות בפברואר), ולכן מומחים סבורים שמוקדם מדי לשמוח ולהפיץ שמועות על תגלית חשובה במיוחד. יתרה מכך, המסקנות הקודמות שהתקבלו במסגרת ניסוי BICEP2 התבררו כשגויות: האות נגרם למעשה לא מגלי כבידה, אלא מאבק.

למה זה נחוץ ולמה זה כל כך חשוב? כל תיאוריה היא תחילתו של תרגול. בלי פיזיקת הקוונטים לא יהיו GPS, תקשורת לוויינית, טרנזיסטורים מודרניים ומחשבי קוונטים (וגם קווי תקשורת אופטיים). תיאוריה פועלת ומלאה המתארת את כוח הכבידה יכולה לאפשר מחקר מפורט יותר של היקום, חוקיו, תנועות העצמים, חורים שחורים, אנרגיה אפלה וחומר אפל. וניתן בהחלט ליצור סוגים חדשים של תנועה במרחב (או אפילו בזמן). עד אז, לא קפיצות קוונטיות, לא חורי תולעת, ולא מהירויות על-לומינליות זמינות לנו.