प्रकृति के बारे में जानकारी के स्रोत के रूप में गुरुत्वाकर्षण तरंगें। आइंस्टीन सही थे: गुरुत्वाकर्षण तरंगें मौजूद हैं

गुरुवार, 11 फरवरी को, अंतर्राष्ट्रीय परियोजना एलआईजीओ वैज्ञानिक सहयोग के वैज्ञानिकों के एक समूह ने घोषणा की कि वे सफल हो गए हैं, जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी अल्बर्ट आइंस्टीन ने 1916 में की थी। शोधकर्ताओं के अनुसार, 14 सितंबर 2015 को, उन्होंने एक गुरुत्वाकर्षण तरंग रिकॉर्ड की, जो सूर्य के द्रव्यमान से 29 और 36 गुना वजनी दो ब्लैक होल की टक्कर के कारण उत्पन्न हुई, जिसके बाद वे एक बड़े ब्लैक होल में विलीन हो गए। उनके अनुसार, ऐसा माना जाता है कि यह 1.3 अरब साल पहले हमारी आकाशगंगा से 410 मेगापार्सेक की दूरी पर हुआ था।

LIGA.net ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों और बड़े पैमाने पर खोज के बारे में विस्तार से बात की बोगदान ह्नात्यक, यूक्रेनी वैज्ञानिक, खगोल भौतिकीविद्, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर, कीव के तारास शेवचेंको राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के खगोलीय वेधशाला के प्रमुख शोधकर्ता, जिन्होंने 2001 से 2004 तक वेधशाला का नेतृत्व किया।

सरल शब्दों में सिद्धांत

भौतिकी निकायों के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन करती है। यह स्थापित किया गया है कि निकायों के बीच चार प्रकार की बातचीत होती है: विद्युत चुम्बकीय, मजबूत और कमजोर परमाणु बातचीत और गुरुत्वाकर्षण बातचीत, जिसे हम सभी महसूस करते हैं। गुरुत्वाकर्षण संपर्क के कारण, ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं, पिंडों का वजन होता है और वे जमीन पर गिर जाते हैं। मनुष्य को लगातार गुरुत्वाकर्षण संपर्क का सामना करना पड़ता है।

100 साल पहले 1916 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण का एक सिद्धांत बनाया जिसने न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत में सुधार किया, इसे गणितीय रूप से सही बनाया: यह भौतिकी की सभी आवश्यकताओं को पूरा करने लगा, और इस तथ्य को ध्यान में रखना शुरू किया कि गुरुत्वाकर्षण बहुत तेजी से फैलता है उच्च, लेकिन सीमित गति। यह सही मायने में आइंस्टीन की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक है, क्योंकि उन्होंने गुरुत्वाकर्षण का एक सिद्धांत बनाया था जो भौतिकी की उन सभी घटनाओं से मेल खाता है जिन्हें हम आज देखते हैं।

इस सिद्धांत ने अस्तित्व का भी सुझाव दिया गुरुत्वाकर्षण लहरों. इस भविष्यवाणी का आधार यह था कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें दो विशाल पिंडों के विलय के कारण होने वाली गुरुत्वाकर्षण बातचीत के परिणामस्वरूप मौजूद होती हैं।

गुरुत्वाकर्षण तरंग क्या है

जटिल भाषा में यह स्पेस-टाइम मीट्रिक का उत्तेजना है। भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर ने LIGA.net को बताया, "मान लीजिए, अंतरिक्ष में एक निश्चित लोच है और तरंगें इसके माध्यम से चल सकती हैं। यह वैसा ही है जैसे जब हम पानी में एक कंकड़ फेंकते हैं और उसमें से तरंगें बिखरती हैं।"

वैज्ञानिक प्रयोगात्मक रूप से यह साबित करने में सक्षम थे कि ब्रह्मांड में एक समान दोलन हुआ और सभी दिशाओं में एक गुरुत्वाकर्षण लहर दौड़ गई। “खगोलीय रूप से, पहली बार, एक बाइनरी सिस्टम के ऐसे विनाशकारी विकास की घटना दर्ज की गई थी, जब दो वस्तुएं एक में विलीन हो जाती हैं, और इस विलय से गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा की बहुत तीव्र रिहाई होती है, जो बाद में अंतरिक्ष में फैल जाती है गुरुत्वाकर्षण तरंगों का, ”वैज्ञानिक ने समझाया।

यह कैसा दिखता है (फोटो - ईपीए)

ये गुरुत्वाकर्षण तरंगें बहुत कमजोर होती हैं और इनके द्वारा अंतरिक्ष-समय को हिलाने के लिए बहुत बड़े और विशाल पिंडों का परस्पर संपर्क आवश्यक होता है ताकि उत्पत्ति के बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की तीव्रता अधिक हो। लेकिन, उनकी कमजोरी के बावजूद, पर्यवेक्षक एक निश्चित समय के बाद (सिग्नल की गति से विभाजित बातचीत की दूरी के बराबर) इस गुरुत्वाकर्षण तरंग को पंजीकृत करेगा।

आइए एक उदाहरण दें: यदि पृथ्वी सूर्य पर गिरती है, तो गुरुत्वाकर्षण संपर्क घटित होगा: गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा जारी होगी, एक गुरुत्वाकर्षण गोलाकार सममित तरंग बनेगी, और पर्यवेक्षक इसे पंजीकृत करने में सक्षम होगा। "खगोल भौतिकी के दृष्टिकोण से एक समान, लेकिन अनोखी घटना यहां घटी: दो विशाल पिंड टकराए - दो ब्लैक होल," ग्नाट्यक ने कहा।

चलिए सिद्धांत पर वापस आते हैं

ब्लैक होल आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की एक और भविष्यवाणी है, जो यह बताती है कि एक पिंड जिसका द्रव्यमान बहुत अधिक है, लेकिन यह द्रव्यमान एक छोटी मात्रा में केंद्रित है, अपने चारों ओर के स्थान को महत्वपूर्ण रूप से विकृत करने में सक्षम है, इसके बंद होने तक। अर्थात्, यह मान लिया गया था कि जब इस पिंड के द्रव्यमान की एक महत्वपूर्ण सांद्रता तक पहुँच जाती है - जैसे कि पिंड का आकार तथाकथित गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या से कम होगा, तो इस पिंड के चारों ओर का स्थान बंद हो जाएगा और इसकी टोपोलॉजी ऐसा होगा कि इससे कोई भी सिग्नल बंद जगह से आगे नहीं फैल सकेगा.

वैज्ञानिक कहते हैं, "यानि, सरल शब्दों में कहें तो ब्लैक होल एक विशाल वस्तु है जो इतनी भारी होती है कि वह अपने चारों ओर अंतरिक्ष-समय को बंद कर लेती है।"

और हम, उनके अनुसार, इस वस्तु को कोई भी संकेत भेज सकते हैं, लेकिन वह उन्हें हमें नहीं भेज सकते। यानी कोई भी सिग्नल ब्लैक होल से आगे नहीं जा सकता.

एक ब्लैक होल सामान्य भौतिक नियमों के अनुसार रहता है, लेकिन मजबूत गुरुत्वाकर्षण के परिणामस्वरूप, एक भी भौतिक पिंड, यहां तक ​​कि एक फोटॉन भी, इस महत्वपूर्ण सतह से आगे जाने में सक्षम नहीं है। ब्लैक होल सामान्य तारों के विकास के दौरान बनते हैं, जब केंद्रीय कोर ढह जाता है और तारे के पदार्थ का कुछ हिस्सा टूटकर ब्लैक होल में बदल जाता है, और तारे का दूसरा हिस्सा सुपरनोवा शेल के रूप में बाहर निकल जाता है, जो कि में बदल जाता है। सुपरनोवा का तथाकथित "विस्फोट"।

हमने गुरुत्वाकर्षण तरंग को कैसे देखा?

चलिए एक उदाहरण देते हैं. जब हम पानी की सतह पर दो तैरते हैं और पानी शांत होता है, तो उनके बीच की दूरी स्थिर होती है। जब एक लहर आती है, तो वह इन फ्लोटों को विस्थापित कर देती है और फ्लोट्स के बीच की दूरी बदल जाएगी। लहर बीत चुकी है - और फ्लोट्स अपनी पिछली स्थिति में लौट आते हैं, और उनके बीच की दूरी बहाल हो जाती है।

एक गुरुत्वाकर्षण तरंग अंतरिक्ष-समय में समान तरीके से फैलती है: यह अपने रास्ते पर मिलने वाले पिंडों और वस्तुओं को संपीड़ित और फैलाती है। "जब किसी तरंग के पथ पर एक निश्चित वस्तु का सामना होता है, तो वह अपनी धुरी पर विकृत हो जाती है, और उसके पारित होने के बाद वह अपने पिछले आकार में लौट आती है। गुरुत्वाकर्षण तरंग के प्रभाव में, सभी पिंड विकृत हो जाते हैं, लेकिन ये विकृतियाँ बहुत अधिक होती हैं नगण्य," ग्नाट्यक कहते हैं।

जब वैज्ञानिकों द्वारा दर्ज की गई लहर गुजरी, तो अंतरिक्ष में पिंडों का सापेक्ष आकार 1 गुना 10 से लेकर माइनस 21वीं शक्ति तक बदल गया। उदाहरण के लिए, यदि आप एक मीटर रूलर लेते हैं, तो यह इतनी मात्रा में सिकुड़ गया है कि इसका आकार 10 से शून्य से 21वीं घात तक गुणा हो गया है। यह बहुत छोटी रकम है. और समस्या यह थी कि वैज्ञानिकों को यह सीखना था कि इस दूरी को कैसे मापा जाए। पारंपरिक तरीकों से 10 में से 1 से लेकर लाखों की 9वीं शक्ति के क्रम की सटीकता मिलती है, लेकिन यहां बहुत अधिक सटीकता की आवश्यकता है। इस उद्देश्य के लिए, तथाकथित गुरुत्वाकर्षण एंटेना (गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर) बनाए गए थे।

एलआईजीओ वेधशाला (फोटो - ईपीए)

गुरुत्वाकर्षण तरंगों को रिकॉर्ड करने वाला एंटीना इस प्रकार बनाया गया है: लगभग 4 किलोमीटर लंबे दो पाइप हैं, जो "L" अक्षर के आकार में स्थित हैं, लेकिन समान भुजाएं और समकोण पर हैं। जब कोई गुरुत्वाकर्षण तरंग किसी सिस्टम से टकराती है, तो यह एंटीना के पंखों को विकृत कर देती है, लेकिन इसके अभिविन्यास के आधार पर, यह एक को अधिक और दूसरे को कम विकृत करती है। और फिर एक पथ अंतर उत्पन्न होता है, सिग्नल का हस्तक्षेप पैटर्न बदल जाता है - कुल सकारात्मक या नकारात्मक आयाम प्रकट होता है।

"अर्थात्, एक गुरुत्वाकर्षण तरंग का गुजरना दो तैरती नावों के बीच से गुजरने वाली पानी की लहर के समान है: यदि हम लहर के पारित होने के दौरान और बाद में उनके बीच की दूरी को मापते हैं, तो हम देखेंगे कि दूरी बदल जाएगी, और फिर बन जाएगी फिर से वही,'' उन्होंने ग्नाट्यक ने कहा।

यहां इंटरफेरोमीटर के दो पंखों की दूरी में सापेक्ष परिवर्तन मापा जाता है, जिनमें से प्रत्येक की लंबाई लगभग 4 किलोमीटर है। और केवल बहुत सटीक प्रौद्योगिकियाँ और प्रणालियाँ ही गुरुत्वाकर्षण तरंग के कारण पंखों के ऐसे सूक्ष्म विस्थापन को माप सकती हैं।

ब्रह्माण्ड के किनारे पर: लहर कहाँ से आई?

वैज्ञानिकों ने दो डिटेक्टरों का उपयोग करके सिग्नल रिकॉर्ड किया, जो संयुक्त राज्य अमेरिका के दो राज्यों: लुइसियाना और वाशिंगटन में लगभग 3 हजार किलोमीटर की दूरी पर स्थित हैं। वैज्ञानिक यह अनुमान लगाने में सक्षम थे कि यह सिग्नल कहां और कितनी दूरी से आया था। अनुमान बताते हैं कि सिग्नल 410 मेगापार्सेक की दूरी से आया था। एक मेगापारसेक वह दूरी है जो प्रकाश तीन मिलियन वर्षों में तय करता है।

कल्पना करना आसान बनाने के लिए: केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के साथ हमारी सबसे निकटतम सक्रिय आकाशगंगा सेंटॉरस ए है, जो हमसे चार मेगापार्सेक की दूरी पर स्थित है, जबकि एंड्रोमेडा नेबुला 0.7 मेगापार्सेक की दूरी पर है। वैज्ञानिक ने कहा, "अर्थात, जिस दूरी से गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत आया वह इतनी बड़ी है कि संकेत लगभग 1.3 अरब वर्षों तक पृथ्वी तक आया। ये ब्रह्माण्ड संबंधी दूरियां हैं जो हमारे ब्रह्मांड के क्षितिज के लगभग 10% तक पहुंचती हैं।"

इस दूरी पर, किसी दूर की आकाशगंगा में, दो ब्लैक होल विलीन हो गए। ये छेद, एक ओर, आकार में अपेक्षाकृत छोटे थे, और दूसरी ओर, बड़े सिग्नल आयाम इंगित करते हैं कि वे बहुत भारी थे। यह स्थापित किया गया कि उनका द्रव्यमान क्रमशः 36 और 29 सौर द्रव्यमान था। जैसा कि ज्ञात है, सूर्य का द्रव्यमान एक किलोग्राम की 2 गुना 10 से 30वीं शक्ति के बराबर है। विलय के बाद ये दोनों पिंड विलीन हो गए और अब उनकी जगह एक एकल ब्लैक होल बन गया है, जिसका द्रव्यमान 62 सौर द्रव्यमान के बराबर है। उसी समय, सूर्य के लगभग तीन द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण तरंग ऊर्जा के रूप में फूट पड़े।

खोज किसने और कब की

अंतर्राष्ट्रीय LIGO परियोजना के वैज्ञानिक 14 सितंबर 2015 को एक गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाने में कामयाब रहे। लिगो (लेजर इंटरफेरोमेट्री गुरुत्वाकर्षण वेधशाला)एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना है जिसमें कई राज्य भाग लेते हैं, एक निश्चित वित्तीय और वैज्ञानिक योगदान देते हैं, विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, इटली, जापान, जो इस शोध के क्षेत्र में उन्नत हैं।

प्रोफेसर रेनर वीज़ और किप थॉर्न (फोटो - ईपीए)

निम्नलिखित चित्र दर्ज किया गया था: गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टर के पंख हमारे ग्रह और इस स्थापना के माध्यम से गुरुत्वाकर्षण तरंग के वास्तविक मार्ग के परिणामस्वरूप स्थानांतरित हो गए। यह तब रिपोर्ट नहीं किया गया था, क्योंकि सिग्नल को संसाधित करना था, "साफ करना", इसका आयाम ढूंढना और जांचना था। यह एक मानक प्रक्रिया है: वास्तविक खोज से लेकर खोज की घोषणा तक, एक प्रमाणित बयान जारी करने में कई महीने लग जाते हैं। "कोई भी अपनी प्रतिष्ठा खराब नहीं करना चाहता। यह सब गुप्त डेटा है, जिसके प्रकाशन से पहले किसी को इसके बारे में नहीं पता था, केवल अफवाहें थीं," ह्नाट्यक ने कहा।

कहानी

गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अध्ययन पिछली सदी के 70 के दशक से किया जा रहा है। इस दौरान, कई डिटेक्टर बनाए गए और कई मौलिक अध्ययन किए गए। 80 के दशक में, अमेरिकी वैज्ञानिक जोसेफ वेबर ने एल्यूमीनियम सिलेंडर के रूप में पहला गुरुत्वाकर्षण एंटीना बनाया, जिसका आकार लगभग कई मीटर था, जो पीजो सेंसर से लैस था जो गुरुत्वाकर्षण तरंग के पारित होने को रिकॉर्ड करने वाला था।

इस उपकरण की संवेदनशीलता वर्तमान डिटेक्टरों की तुलना में लाखों गुना खराब थी। और, ज़ाहिर है, तब वह वास्तव में लहर का पता नहीं लगा सका, हालांकि वेबर ने घोषणा की कि उसने ऐसा किया था: प्रेस ने इसके बारे में लिखा और एक "गुरुत्वाकर्षण उछाल" हुआ - दुनिया ने तुरंत गुरुत्वाकर्षण एंटेना बनाना शुरू कर दिया। वेबर ने अन्य वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण तरंगों को लेने और इस घटना पर प्रयोग जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया, जिससे डिटेक्टरों की संवेदनशीलता को दस लाख गुना बढ़ाना संभव हो गया।

हालाँकि, गुरुत्वाकर्षण तरंगों की घटना पिछली शताब्दी में ही दर्ज की गई थी, जब वैज्ञानिकों ने एक डबल पल्सर की खोज की थी। यह इस तथ्य की अप्रत्यक्ष रिकॉर्डिंग थी कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें मौजूद हैं, जो खगोलीय अवलोकनों के माध्यम से सिद्ध हुई है। पल्सर की खोज रसेल हुल्स और जोसेफ टेलर ने 1974 में अरेसीबो ऑब्ज़र्वेटरी रेडियो टेलीस्कोप से अवलोकन के दौरान की थी। वैज्ञानिकों को 1993 में "एक नए प्रकार के पल्सर की खोज के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, जिसने गुरुत्वाकर्षण के अध्ययन में नए अवसर प्रदान किए।"

दुनिया और यूक्रेन में अनुसंधान

इटली में, विर्गो नामक एक ऐसी ही परियोजना पूरी होने वाली है। जापान का भी एक साल में ऐसा ही डिटेक्टर लॉन्च करने का इरादा है और भारत भी ऐसे प्रयोग की तैयारी कर रहा है. यानी दुनिया के कई हिस्सों में ऐसे ही डिटेक्टर मौजूद हैं, लेकिन वे अभी तक संवेदनशीलता मोड तक नहीं पहुंच पाए हैं जिससे हम गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के बारे में बात कर सकें।

"आधिकारिक तौर पर, यूक्रेन LIGO का हिस्सा नहीं है और इतालवी और जापानी परियोजनाओं में भी भाग नहीं लेता है। ऐसे मूलभूत क्षेत्रों में, यूक्रेन अब LHC (लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर) परियोजना और CERN में भाग ले रहा है (हम आधिकारिक तौर पर केवल भागीदार बनेंगे) प्रवेश शुल्क का भुगतान करने के बाद)", भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर बोहदान ग्नाट्यक ने LIGA.net को बताया।

उनके अनुसार, 2015 से यूक्रेन अंतरराष्ट्रीय सहयोग CTA (सेरेनकोव टेलीस्कोप ऐरे) का पूर्ण सदस्य रहा है, जो एक आधुनिक मल्टी टेलीस्कोप का निर्माण कर रहा है। टी.ई.वीलंबी गामा रेंज (1014 ईवी तक फोटॉन ऊर्जा के साथ)। "ऐसे फोटॉन के मुख्य स्रोत सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास के क्षेत्र हैं, जिनमें से गुरुत्वाकर्षण विकिरण को पहली बार LIGO डिटेक्टर द्वारा दर्ज किया गया था। इसलिए, खगोल विज्ञान में नई खिड़कियां खुल रही हैं - गुरुत्वाकर्षण तरंग और बहु टी.ई.वीवैज्ञानिक कहते हैं, "नोगो इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तकनीक हमें भविष्य में कई और खोजों का वादा करती है।"

आगे क्या है और नया ज्ञान लोगों की कैसे मदद करेगा? वैज्ञानिक असहमत हैं. कुछ लोग कहते हैं कि यह ब्रह्मांड के तंत्र को समझने की दिशा में अगला कदम है। अन्य लोग इसे समय और स्थान के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए नई प्रौद्योगिकियों की दिशा में पहला कदम मानते हैं। किसी न किसी तरह, इस खोज ने एक बार फिर साबित कर दिया कि हम कितना कम समझते हैं और कितना सीखना बाकी है।

खगोल भौतिकीविदों ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अस्तित्व की पुष्टि की है, जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी अल्बर्ट आइंस्टीन ने लगभग 100 साल पहले की थी। इनका पता LIGO गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला में डिटेक्टरों का उपयोग करके लगाया गया, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित है।

इतिहास में पहली बार, मानवता ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों - अंतरिक्ष-समय के कंपन को रिकॉर्ड किया है जो ब्रह्मांड में दूर तक होने वाले दो ब्लैक होल की टक्कर से पृथ्वी पर आए थे। इस खोज में रूसी वैज्ञानिकों ने भी योगदान दिया। गुरुवार को, शोधकर्ता दुनिया भर में वाशिंगटन, लंदन, पेरिस, बर्लिन और मॉस्को समेत अन्य शहरों में अपनी खोज के बारे में बात करते हैं।

फोटो ब्लैक होल टकराव का अनुकरण दिखाता है

रैम्बलर एंड कंपनी कार्यालय में एक संवाददाता सम्मेलन में, एलआईजीओ सहयोग के रूसी भाग के प्रमुख वालेरी मित्रोफ़ानोव ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज की घोषणा की:

“हम इस परियोजना में भाग लेने और आपके सामने परिणाम प्रस्तुत करने के लिए सम्मानित महसूस कर रहे हैं। अब मैं आपको रूसी में खोज का अर्थ बताऊंगा। हमने अमेरिका में LIGO डिटेक्टरों की खूबसूरत तस्वीरें देखी हैं। उनके बीच की दूरी 3000 किमी है। गुरुत्वाकर्षण तरंग के प्रभाव में, डिटेक्टरों में से एक स्थानांतरित हो गया, जिसके बाद हमने उन्हें खोजा। सबसे पहले हमने कंप्यूटर पर केवल शोर देखा, और फिर हैमफोर्ड डिटेक्टरों का द्रव्यमान हिलना शुरू हो गया। प्राप्त आंकड़ों की गणना करने के बाद, हम यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि यह ब्लैक होल थे जो 1.3 बिलियन की दूरी पर टकराए थे। प्रकाश वर्ष दूर. सिग्नल बहुत साफ़ था, शोर से बहुत साफ़ निकला। कई लोगों ने हमसे कहा कि हम भाग्यशाली थे, लेकिन प्रकृति ने हमें ऐसा उपहार दिया। गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज हो चुकी है, यह निश्चित है।”

खगोल भौतिकीविदों ने अफवाहों की पुष्टि की है कि वे LIGO गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला में डिटेक्टरों का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम थे। यह खोज मानवता को यह समझने में महत्वपूर्ण प्रगति करने की अनुमति देगी कि ब्रह्मांड कैसे काम करता है।

यह खोज 14 सितंबर, 2015 को वाशिंगटन और लुइसियाना में दो डिटेक्टरों के साथ एक साथ हुई। दो ब्लैक होल की टक्कर के परिणामस्वरूप डिटेक्टरों तक सिग्नल पहुंचे। वैज्ञानिकों को यह सत्यापित करने में बहुत समय लगा कि यह गुरुत्वाकर्षण तरंगें थीं जो टकराव का परिणाम थीं।

छिद्रों की टक्कर प्रकाश की गति से लगभग आधी गति से हुई, जो लगभग 150,792,458 मीटर/सेकेंड है।

“न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण का वर्णन समतल स्थान में किया गया था, और आइंस्टीन ने इसे समय के तल पर स्थानांतरित कर दिया और मान लिया कि यह इसे मोड़ देता है। गुरुत्वीय संपर्क बहुत कमजोर है. पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण तरंगें बनाने के प्रयोग असंभव हैं। इनकी खोज ब्लैक होल के विलय के बाद ही हुई थी। डिटेक्टर स्थानांतरित हो गया, जरा कल्पना करें, 10 से -19 मीटर तक। आप इसे अपने हाथों से महसूस नहीं कर सकते. केवल अत्यंत सटीक उपकरणों की सहायता से। इसे कैसे करना है? जिस लेज़र बीम से बदलाव रिकॉर्ड किया गया वह प्रकृति में अद्वितीय था। LIGO की दूसरी पीढ़ी का लेजर ग्रेविटी एंटीना 2015 में चालू हो गया। संवेदनशीलता महीने में लगभग एक बार गुरुत्वाकर्षण गड़बड़ी का पता लगाना संभव बनाती है। यह उन्नत दुनिया और अमेरिकी विज्ञान है; दुनिया में इससे अधिक सटीक कुछ भी नहीं है। हमें उम्मीद है कि यह मानक क्वांटम संवेदनशीलता सीमा को पार करने में सक्षम होगा, ”खोज ने बताया सर्गेई व्याचानिन, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के भौतिकी विभाग और एलआईजीओ सहयोग के कर्मचारी।

क्वांटम यांत्रिकी में मानक क्वांटम सीमा (एसक्यूएल) एक ऑपरेटर द्वारा वर्णित किसी भी मात्रा के निरंतर या बार-बार दोहराए गए माप की सटीकता पर लगाई गई एक सीमा है जो अलग-अलग समय पर स्वयं के साथ परिवर्तित नहीं होती है। 1967 में वी.बी. ब्रैगिंस्की द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, और मानक क्वांटम सीमा (एसक्यूएल) शब्द बाद में थॉर्न द्वारा प्रस्तावित किया गया था। एसकेपी हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध से निकटता से संबंधित है।

संक्षेप में, वालेरी मित्रोफ़ानोव ने आगे के शोध की योजनाओं के बारे में बात की:

“यह खोज एक नए गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान की शुरुआत है। गुरुत्वाकर्षण तरंगों के माध्यम से हम ब्रह्मांड के बारे में और अधिक जानने की उम्मीद करते हैं। हम केवल 5% पदार्थ की संरचना को जानते हैं, बाकी एक रहस्य है। गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टर आपको "गुरुत्वाकर्षण तरंगों" में आकाश को देखने की अनुमति देंगे। भविष्य में, हम हर चीज़ की शुरुआत, यानी बिग बैंग के अवशेष विकिरण को देखने की उम्मीद करते हैं और समझेंगे कि वास्तव में तब क्या हुआ था।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें पहली बार अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा लगभग 100 साल पहले 1916 में प्रस्तावित की गई थीं। तरंगों का समीकरण सापेक्षता के सिद्धांत के समीकरणों का परिणाम है और इसे सरलतम तरीके से प्राप्त नहीं किया गया है।

कनाडाई सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी क्लिफोर्ड बर्गेस ने पहले एक पत्र प्रकाशित किया था जिसमें कहा गया था कि वेधशाला ने 36 और 29 सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल की एक द्विआधारी प्रणाली के 62 सौर द्रव्यमान वाले एक वस्तु में विलय के कारण होने वाले गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाया था। टकराव और असममित गुरुत्वाकर्षण पतन एक सेकंड के एक अंश तक रहता है, और इस दौरान सिस्टम के द्रव्यमान का 50 प्रतिशत तक की ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण विकिरण - अंतरिक्ष-समय में तरंगों में खो जाती है।

गुरुत्वाकर्षण तरंग गुरुत्वाकर्षण की एक लहर है जो गुरुत्वाकर्षण के अधिकांश सिद्धांतों में चर त्वरण के साथ गुरुत्वाकर्षण पिंडों की गति से उत्पन्न होती है। गुरुत्वाकर्षण बलों की सापेक्ष कमजोरी (दूसरों की तुलना में) के कारण, इन तरंगों का परिमाण बहुत छोटा होना चाहिए, जिन्हें दर्ज करना मुश्किल है। इनके अस्तित्व की भविष्यवाणी लगभग एक सदी पहले अल्बर्ट आइंस्टीन ने की थी।

वैलेन्टिन निकोलाइविच रुडेंको ने कैसिना (इटली) शहर की अपनी यात्रा की कहानी साझा की, जहां उन्होंने तत्कालीन निर्मित "गुरुत्वाकर्षण एंटीना" - माइकलसन ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर पर एक सप्ताह बिताया। गंतव्य के रास्ते में, टैक्सी चालक पूछता है कि स्थापना क्यों बनाई गई थी। ड्राइवर स्वीकार करता है, ''यहां लोग सोचते हैं कि यह भगवान से बात करने के लिए है।''

-गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं?

-गुरुत्वाकर्षण तरंग "खगोलभौतिकी जानकारी के वाहक" में से एक है। खगोलभौतिकीय जानकारी के दृश्य चैनल हैं; दूरबीन "दूर दृष्टि" में एक विशेष भूमिका निभाते हैं। खगोलविदों ने कम-आवृत्ति चैनलों - माइक्रोवेव और इन्फ्रारेड, और उच्च-आवृत्ति चैनलों - एक्स-रे और गामा में भी महारत हासिल की है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अलावा, हम अंतरिक्ष से कणों की धाराओं का पता लगा सकते हैं। इस प्रयोजन के लिए, न्यूट्रिनो दूरबीनों का उपयोग किया जाता है - ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो के बड़े आकार के डिटेक्टर - कण जो पदार्थ के साथ कमजोर रूप से संपर्क करते हैं और इसलिए उन्हें पंजीकृत करना मुश्किल होता है। लगभग सभी सैद्धांतिक रूप से अनुमानित और प्रयोगशाला-अध्ययनित प्रकार के "खगोलभौतिकी जानकारी के वाहक" को व्यवहार में विश्वसनीय रूप से महारत हासिल है। अपवाद गुरुत्वाकर्षण था - सूक्ष्म जगत में सबसे कमजोर अंतःक्रिया और स्थूल जगत में सबसे शक्तिशाली बल।

गुरुत्वाकर्षण ज्यामिति है. गुरुत्वाकर्षण तरंगें ज्यामितीय तरंगें होती हैं, यानी वे तरंगें जो उस स्थान से गुजरने पर अंतरिक्ष की ज्यामितीय विशेषताओं को बदल देती हैं। मोटे तौर पर कहें तो, ये तरंगें हैं जो अंतरिक्ष को विकृत करती हैं। तनाव दो बिंदुओं के बीच की दूरी में सापेक्ष परिवर्तन है। गुरुत्वाकर्षण विकिरण अन्य सभी प्रकार के विकिरणों से इस मायने में भिन्न है कि यह ज्यामितीय है।

– क्या आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों की भविष्यवाणी की थी?

- औपचारिक रूप से, यह माना जाता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों की भविष्यवाणी आइंस्टीन ने अपने सामान्य सापेक्षता सिद्धांत के परिणामों में से एक के रूप में की थी, लेकिन वास्तव में उनका अस्तित्व सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में पहले से ही स्पष्ट हो जाता है।

सापेक्षता के सिद्धांत से पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण, गुरुत्वाकर्षण पतन संभव है, यानी, पतन के परिणामस्वरूप एक वस्तु को एक बिंदु तक खींचा जा रहा है। फिर गुरुत्वाकर्षण इतना प्रबल होता है कि प्रकाश भी इससे बच नहीं पाता, इसलिए ऐसी वस्तु को लाक्षणिक रूप से ब्लैक होल कहा जाता है।

–गुरुत्वाकर्षण संपर्क की ख़ासियत क्या है?

गुरुत्वाकर्षण संपर्क की एक विशेषता तुल्यता का सिद्धांत है। इसके अनुसार, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी परीक्षण पिंड की गतिशील प्रतिक्रिया इस पिंड के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है। सीधे शब्दों में कहें तो सभी पिंड एक ही त्वरण से गिरते हैं।

गुरुत्वीय संपर्क सबसे कमजोर है जिसे हम आज जानते हैं।

– गुरुत्वाकर्षण तरंग को पकड़ने का प्रयास सबसे पहले किसने किया था?

-गुरुत्वाकर्षण तरंग प्रयोग सबसे पहले मैरीलैंड विश्वविद्यालय (अमेरिका) के जोसेफ वेबर ने किया था। उन्होंने एक गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टर बनाया, जो अब वाशिंगटन में स्मिथसोनियन संग्रहालय में रखा गया है। 1968-1972 में, जो वेबर ने "संयोग" के मामलों को अलग करने की कोशिश करते हुए, स्थानिक रूप से अलग किए गए डिटेक्टरों की एक जोड़ी पर टिप्पणियों की एक श्रृंखला आयोजित की। संयोग तकनीक परमाणु भौतिकी से उधार ली गई है। वेबर द्वारा प्राप्त गुरुत्वाकर्षण संकेतों के कम सांख्यिकीय महत्व ने प्रयोग के परिणामों के प्रति आलोचनात्मक रवैया पैदा कर दिया: कोई विश्वास नहीं था कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया गया था। इसके बाद, वैज्ञानिकों ने वेबर-प्रकार के डिटेक्टरों की संवेदनशीलता बढ़ाने की कोशिश की। एक डिटेक्टर विकसित करने में 45 साल लग गए जिसकी संवेदनशीलता खगोलभौतिकीय पूर्वानुमान के लिए पर्याप्त थी।

प्रयोग की शुरुआत के दौरान, निर्धारण से पहले कई अन्य प्रयोग हुए; इस अवधि के दौरान आवेग दर्ज किए गए, लेकिन उनकी तीव्रता बहुत कम थी।

- सिग्नल ठीक करने की घोषणा तुरंत क्यों नहीं की गई?

-गुरुत्वाकर्षण तरंगें सितंबर 2015 में दर्ज की गईं। लेकिन अगर कोई संयोग दर्ज भी हो तो उसकी घोषणा करने से पहले यह साबित करना जरूरी है कि वह आकस्मिक नहीं है. किसी भी एंटीना से लिए गए सिग्नल में हमेशा शोर विस्फोट (अल्पकालिक विस्फोट) होता है, और उनमें से एक गलती से दूसरे एंटीना पर शोर विस्फोट के साथ-साथ घटित हो सकता है। केवल सांख्यिकीय अनुमानों की सहायता से यह सिद्ध करना संभव है कि यह संयोग आकस्मिक नहीं था।

– गुरुत्वाकर्षण तरंगों के क्षेत्र में खोजें इतनी महत्वपूर्ण क्यों हैं?

- अवशेष गुरुत्वाकर्षण पृष्ठभूमि को पंजीकृत करने और इसकी विशेषताओं, जैसे घनत्व, तापमान इत्यादि को मापने की क्षमता, हमें ब्रह्मांड की शुरुआत तक पहुंचने की अनुमति देती है।

आकर्षक बात यह है कि गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाना कठिन है क्योंकि यह पदार्थ के साथ बहुत कमजोर तरीके से संपर्क करता है। लेकिन, इसी संपत्ति के लिए धन्यवाद, यह पदार्थ के दृष्टिकोण से सबसे रहस्यमय गुणों के साथ हमसे सबसे दूर की वस्तुओं से अवशोषण के बिना गुजरता है।

हम कह सकते हैं कि गुरुत्वाकर्षण विकिरण बिना किसी विकृति के गुजरता है। सबसे महत्वाकांक्षी लक्ष्य गुरुत्वाकर्षण विकिरण का अध्ययन करना है जो बिग बैंग सिद्धांत में आदिम पदार्थ से अलग किया गया था, जो ब्रह्मांड के निर्माण के समय बनाया गया था।

– क्या गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज क्वांटम सिद्धांत को खारिज करती है?

गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण पतन के अस्तित्व को मानता है, अर्थात, विशाल वस्तुओं का एक बिंदु पर संकुचन। उसी समय, कोपेनहेगन स्कूल द्वारा विकसित क्वांटम सिद्धांत से पता चलता है कि, अनिश्चितता सिद्धांत के लिए धन्यवाद, किसी पिंड के समन्वय, गति और गति जैसे मापदंडों को एक साथ इंगित करना असंभव है। यहां एक अनिश्चितता सिद्धांत है; सटीक प्रक्षेपवक्र निर्धारित करना असंभव है, क्योंकि प्रक्षेपवक्र एक समन्वय और गति आदि दोनों है। इस त्रुटि की सीमा के भीतर एक निश्चित सशर्त आत्मविश्वास गलियारे को निर्धारित करना ही संभव है, जो जुड़ा हुआ है अनिश्चितता के सिद्धांतों के साथ. क्वांटम सिद्धांत स्पष्ट रूप से बिंदु वस्तुओं की संभावना से इनकार करता है, लेकिन उन्हें सांख्यिकीय रूप से संभाव्य तरीके से वर्णित करता है: यह विशेष रूप से निर्देशांक को इंगित नहीं करता है, लेकिन संभावना को इंगित करता है कि इसमें कुछ निर्देशांक हैं।

क्वांटम सिद्धांत और गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को एकीकृत करने का प्रश्न एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत बनाने के मूलभूत प्रश्नों में से एक है।

वे अब भी इस पर काम करना जारी रखते हैं, और "क्वांटम ग्रेविटी" शब्द का अर्थ विज्ञान का एक पूरी तरह से उन्नत क्षेत्र, ज्ञान और अज्ञान की सीमा है, जहां दुनिया के सभी सिद्धांतकार अब काम कर रहे हैं।

– यह खोज भविष्य में क्या ला सकती है?

गुरुत्वाकर्षण तरंगें अनिवार्य रूप से हमारे ज्ञान के घटकों में से एक के रूप में आधुनिक विज्ञान की नींव बननी चाहिए। ये ब्रह्मांड के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और इन तरंगों की मदद से ब्रह्मांड का अध्ययन किया जाना चाहिए। यह खोज विज्ञान और संस्कृति के सामान्य विकास में योगदान देती है।

यदि आप आज के विज्ञान के दायरे से परे जाने का निर्णय लेते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण दूरसंचार लाइनों, गुरुत्वाकर्षण विकिरण का उपयोग करने वाले जेट उपकरणों, गुरुत्वाकर्षण-तरंग इंट्रोस्कोपी उपकरणों की कल्पना करना स्वीकार्य है।

– क्या गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अतीन्द्रिय बोध और टेलीपैथी से कोई संबंध है?

नहीं है. वर्णित प्रभाव क्वांटम दुनिया के प्रभाव, प्रकाशिकी के प्रभाव हैं।

अन्ना उत्किना द्वारा साक्षात्कार

11 फ़रवरी 2016

कुछ ही घंटे पहले वह खबर आई जिसका वैज्ञानिक जगत में लंबे समय से इंतजार था। अंतरराष्ट्रीय एलआईजीओ वैज्ञानिक सहयोग परियोजना के हिस्से के रूप में काम कर रहे कई देशों के वैज्ञानिकों के एक समूह का कहना है कि कई डिटेक्टर वेधशालाओं का उपयोग करके वे प्रयोगशाला स्थितियों में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम थे।

वे संयुक्त राज्य अमेरिका के लुइसियाना और वाशिंगटन राज्यों में स्थित दो लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव वेधशालाओं (लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी - एलआईजीओ) से आने वाले डेटा का विश्लेषण कर रहे हैं।

जैसा कि एलआईजीओ प्रोजेक्ट प्रेस कॉन्फ्रेंस में कहा गया था, गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता 14 सितंबर, 2015 को लगाया गया था, पहले एक वेधशाला में, और फिर 7 मिलीसेकंड बाद दूसरे में।

प्राप्त आंकड़ों के विश्लेषण के आधार पर, जो रूस सहित कई देशों के वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था, यह पाया गया कि गुरुत्वाकर्षण लहर 29 और 36 गुना द्रव्यमान वाले दो ब्लैक होल की टक्कर के कारण हुई थी। सूरज। उसके बाद, वे एक बड़े ब्लैक होल में विलीन हो गए।

ऐसा 1.3 अरब साल पहले हुआ था. सिग्नल मैगेलैनिक क्लाउड तारामंडल की दिशा से पृथ्वी पर आया था।

सर्गेई पोपोव (मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के स्टर्नबर्ग स्टेट एस्ट्रोनॉमिकल इंस्टीट्यूट के खगोल भौतिकीविद्) ने बताया कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं और उन्हें मापना इतना महत्वपूर्ण क्यों है।

गुरुत्वाकर्षण के आधुनिक सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के ज्यामितीय सिद्धांत हैं, कमोबेश सापेक्षता के सिद्धांत से सब कुछ। अंतरिक्ष के ज्यामितीय गुण प्रकाश किरण जैसे पिंडों या वस्तुओं की गति को प्रभावित करते हैं। और इसके विपरीत - ऊर्जा का वितरण (यह अंतरिक्ष में द्रव्यमान के समान है) अंतरिक्ष के ज्यामितीय गुणों को प्रभावित करता है। यह बहुत अच्छा है, क्योंकि इसकी कल्पना करना आसान है - एक बॉक्स में पंक्तिबद्ध इस पूरे लोचदार विमान का कुछ भौतिक अर्थ है, हालांकि, निश्चित रूप से, यह सब इतना शाब्दिक नहीं है।

भौतिक विज्ञानी "मीट्रिक" शब्द का प्रयोग करते हैं। मीट्रिक एक ऐसी चीज़ है जो अंतरिक्ष के ज्यामितीय गुणों का वर्णन करती है। और यहां हमारे शरीर त्वरण के साथ गति कर रहे हैं। सबसे आसान काम है खीरे को घुमाना। यह महत्वपूर्ण है कि यह, उदाहरण के लिए, कोई गेंद या चपटी डिस्क न हो। यह कल्पना करना आसान है कि जब ऐसा खीरा एक लोचदार तल पर घूमता है, तो उसमें से तरंगें निकलेंगी। कल्पना कीजिए कि आप कहीं खड़े हैं और एक खीरा एक छोर आपकी ओर कर देता है, फिर दूसरा। यह अंतरिक्ष और समय को अलग-अलग तरीके से प्रभावित करता है, एक गुरुत्वाकर्षण तरंग चलती है।

तो, गुरुत्वाकर्षण तरंग अंतरिक्ष-समय मीट्रिक के साथ चलने वाली एक लहर है।

अंतरिक्ष में मोती

गुरुत्वाकर्षण कैसे काम करता है इसकी यह हमारी बुनियादी समझ का एक मौलिक गुण है, और लोग सौ वर्षों से इसका परीक्षण करना चाहते हैं। वे यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि कोई प्रभाव हो और वह प्रयोगशाला में दिखाई दे। ऐसा लगभग तीन दशक पहले प्रकृति में देखा गया था। गुरुत्वाकर्षण तरंगें रोजमर्रा की जिंदगी में कैसे प्रकट होनी चाहिए?

इसे स्पष्ट करने का सबसे आसान तरीका यह है: यदि आप मोतियों को अंतरिक्ष में फेंकते हैं ताकि वे एक सर्कल में झूठ बोलें, और जब एक गुरुत्वाकर्षण लहर उनके विमान के लंबवत गुजरती है, तो वे एक दीर्घवृत्त में बदलना शुरू कर देंगे, पहले एक दिशा में संपीड़ित होंगे, फिर अन्य में। मुद्दा यह है कि उनके आस-पास का स्थान परेशान हो जाएगा, और वे इसे महसूस करेंगे।

पृथ्वी पर "जी"।

अंतरिक्ष में नहीं बल्कि धरती पर लोग ऐसा कुछ करते हैं.

"जी" अक्षर के आकार में दर्पण [अमेरिकी एलआईजीओ वेधशालाओं का जिक्र करते हुए] एक दूसरे से चार किलोमीटर की दूरी पर लटके हुए हैं।

लेज़र किरणें चल रही हैं - यह एक इंटरफेरोमीटर है, एक अच्छी तरह से समझी जाने वाली चीज़। आधुनिक प्रौद्योगिकियां आश्चर्यजनक रूप से छोटे प्रभावों को मापना संभव बनाती हैं। ऐसा अभी भी नहीं है कि मैं इस पर विश्वास नहीं करता, मैं इस पर विश्वास करता हूं, लेकिन मैं इसके चारों ओर अपना सिर नहीं लपेट सकता - एक दूसरे से चार किलोमीटर की दूरी पर लटके दर्पणों का विस्थापन परमाणु नाभिक के आकार से भी कम है . यह इस लेज़र की तरंगदैर्घ्य की तुलना में भी छोटा है। यह पकड़ थी: गुरुत्वाकर्षण सबसे कमजोर अंतःक्रिया है, और इसलिए विस्थापन बहुत छोटा है।

इसमें बहुत लंबा समय लगा, लोग 1970 के दशक से ऐसा करने की कोशिश कर रहे हैं, उन्होंने अपना जीवन गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज में बिताया है। और अब केवल तकनीकी क्षमताएं ही प्रयोगशाला स्थितियों में गुरुत्वाकर्षण तरंग को पंजीकृत करना संभव बनाती हैं, यानी यह यहां आई और दर्पण स्थानांतरित हो गए।

दिशा

एक साल के भीतर, अगर सब कुछ ठीक रहा, तो दुनिया में पहले से ही तीन डिटेक्टर काम करने लगेंगे। तीन डिटेक्टर बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि ये चीजें सिग्नल की दिशा निर्धारित करने में बहुत खराब हैं। ठीक उसी तरह जैसे हम कान से किसी स्रोत की दिशा निर्धारित करने में बुरे होते हैं। "दाईं ओर कहीं से एक आवाज़" - ये डिटेक्टर कुछ इस तरह महसूस करते हैं। लेकिन अगर तीन लोग एक-दूसरे से कुछ दूरी पर खड़े हों और एक को दाईं ओर से, दूसरे को बाईं ओर से और तीसरे को पीछे से आवाज सुनाई दे, तो हम ध्वनि की दिशा बहुत सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं। जितने अधिक डिटेक्टर होंगे, जितने अधिक वे दुनिया भर में बिखरे होंगे, उतनी ही सटीकता से हम स्रोत की दिशा निर्धारित कर पाएंगे, और फिर खगोल विज्ञान शुरू होगा।

आख़िरकार, अंतिम लक्ष्य न केवल सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की पुष्टि करना है, बल्कि नए खगोलीय ज्ञान प्राप्त करना भी है। जरा कल्पना करें कि दस सौर द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल है। और यह दस सौर द्रव्यमान वाले एक अन्य ब्लैक होल से टकराता है। टक्कर प्रकाश की गति से होती है। ऊर्जा सफलता. यह सच है। इसकी एक शानदार मात्रा है. और कोई रास्ता नहीं है... यह सिर्फ स्थान और समय की लहरें हैं। मैं कहूंगा कि दो ब्लैक होल के विलय का पता लगाना लंबे समय के लिए सबसे मजबूत सबूत होगा कि ब्लैक होल कमोबेश वैसे ही ब्लैक होल हैं जैसा हम सोचते हैं।

आइए उन मुद्दों और घटनाओं पर गौर करें जो इससे उजागर हो सकते हैं।

क्या ब्लैक होल सचमुच मौजूद हैं?

एलआईजीओ घोषणा से अपेक्षित संकेत दो विलय वाले ब्लैक होल द्वारा उत्पन्न किया गया हो सकता है। ऐसी घटनाएँ ज्ञात सबसे ऊर्जावान होती हैं; उनके द्वारा उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण तरंगों की ताकत संयुक्त रूप से अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के सभी तारों को मात दे सकती है। विलीन हो रहे ब्लैक होल की उनकी शुद्ध गुरुत्वाकर्षण तरंगों से व्याख्या करना भी काफी आसान है।

ब्लैक होल विलय तब होता है जब दो ब्लैक होल एक-दूसरे के चारों ओर चक्कर लगाते हुए गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। इन तरंगों में एक विशिष्ट ध्वनि (चिरप) होती है जिसका उपयोग इन दो वस्तुओं के द्रव्यमान को मापने के लिए किया जा सकता है। इसके बाद, ब्लैक होल आमतौर पर विलीन हो जाते हैं।

“दो साबुन के बुलबुले की कल्पना करें जो इतने करीब आते हैं कि वे एक बुलबुला बन जाते हैं। बड़ा बुलबुला विकृत हो गया है,'' पेरिस के पास इंस्टीट्यूट ऑफ एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च के गुरुत्वाकर्षण सिद्धांतकार टायबाल्ट डामोर कहते हैं। अंतिम ब्लैक होल पूरी तरह से गोलाकार होगा, लेकिन पहले उसे अनुमानित प्रकार की गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्सर्जित करनी होंगी।

ब्लैक होल विलय का पता लगाने के सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक परिणामों में से एक ब्लैक होल के अस्तित्व की पुष्टि होगी - कम से कम पूरी तरह से गोल वस्तुएं जिनमें शुद्ध, खाली, घुमावदार स्थान-समय शामिल हैं, जैसा कि सामान्य सापेक्षता द्वारा भविष्यवाणी की गई है। दूसरा परिणाम यह है कि विलय वैसे ही आगे बढ़ रहा है जैसा वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया था। खगोलविदों के पास इस घटना के कई अप्रत्यक्ष प्रमाण हैं, लेकिन अब तक ये ब्लैक होल की कक्षा में तारों और अत्यधिक गर्म गैस के अवलोकन थे, न कि स्वयं ब्लैक होल के।

“वैज्ञानिक समुदाय, जिसमें मैं भी शामिल हूं, ब्लैक होल को पसंद नहीं करता है। न्यू जर्सी में प्रिंसटन विश्वविद्यालय के सामान्य सापेक्षता सिमुलेशन विशेषज्ञ फ्रांस प्रीटोरियस कहते हैं, हम उन्हें हल्के में लेते हैं। "लेकिन जब हम सोचते हैं कि यह भविष्यवाणी कितनी आश्चर्यजनक है, तो हमें वास्तव में कुछ आश्चर्यजनक प्रमाण की आवश्यकता होती है।"

क्या गुरुत्वाकर्षण तरंगें प्रकाश की गति से चलती हैं?

जब वैज्ञानिक एलआईजीओ अवलोकनों की तुलना अन्य दूरबीनों से करना शुरू करते हैं, तो सबसे पहले वे यह जांचते हैं कि सिग्नल उसी समय आया था या नहीं। भौतिकविदों का मानना ​​है कि गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण कणों द्वारा प्रसारित होता है, जो फोटॉन का गुरुत्वाकर्षण एनालॉग है। यदि, फोटॉन की तरह, इन कणों में कोई द्रव्यमान नहीं है, तो गुरुत्वाकर्षण तरंगें प्रकाश की गति से यात्रा करेंगी, जो शास्त्रीय सापेक्षता में गुरुत्वाकर्षण तरंगों की गति की भविष्यवाणी से मेल खाती है। (उनकी गति ब्रह्मांड के बढ़ते विस्तार से प्रभावित हो सकती है, लेकिन यह एलआईजीओ द्वारा तय की गई दूरी से काफी अधिक दूरी पर स्पष्ट होना चाहिए)।

हालाँकि, यह काफी संभव है कि गुरुत्वाकर्षण का द्रव्यमान छोटा होता है, जिसका अर्थ है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें प्रकाश से कम गति से चलेंगी। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि LIGO और कन्या गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाते हैं और पाते हैं कि तरंगें ब्रह्मांडीय घटना से जुड़ी गामा किरणों के बाद पृथ्वी पर आईं, तो इससे मौलिक भौतिकी के लिए जीवन बदलने वाले परिणाम हो सकते हैं।

क्या अंतरिक्ष-समय ब्रह्मांडीय तारों से बना है?

यदि "ब्रह्मांडीय तारों" से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का विस्फोट पाया जाए तो एक और भी अजीब खोज हो सकती है। स्पेसटाइम की वक्रता में ये काल्पनिक दोष, जो स्ट्रिंग सिद्धांतों से संबंधित हो भी सकते हैं और नहीं भी, असीम रूप से पतले होने चाहिए, लेकिन ब्रह्मांडीय दूरियों तक फैले होने चाहिए। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि ब्रह्मांडीय तार, यदि वे मौजूद हैं, गलती से झुक सकते हैं; यदि डोरी मुड़ती है, तो इससे गुरुत्वाकर्षण में वृद्धि होगी जिसे LIGO या कन्या जैसे डिटेक्टर माप सकते हैं।

क्या न्यूट्रॉन तारे ढेलेदार हो सकते हैं?

न्यूट्रॉन तारे बड़े तारों के अवशेष हैं जो अपने ही भार से ढह गए और इतने घने हो गए कि इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन न्यूट्रॉन में विलीन होने लगे। वैज्ञानिकों को न्यूट्रॉन छिद्रों की भौतिकी की बहुत कम समझ है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण तरंगें हमें उनके बारे में बहुत कुछ बता सकती हैं। उदाहरण के लिए, उनकी सतह पर तीव्र गुरुत्वाकर्षण के कारण न्यूट्रॉन तारे लगभग पूर्णतः गोलाकार हो जाते हैं। लेकिन कुछ वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि "पहाड़" भी हो सकते हैं - कुछ मिलीमीटर ऊंचे - जो इन घनी वस्तुओं को, जिनका व्यास 10 किलोमीटर से अधिक नहीं है, थोड़ा विषम बनाते हैं। न्यूट्रॉन तारे आम तौर पर बहुत तेज़ी से घूमते हैं, इसलिए द्रव्यमान का असममित वितरण अंतरिक्ष-समय को विकृत कर देगा और साइन तरंग के आकार में लगातार गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत उत्पन्न करेगा, जिससे तारे का घूमना धीमा हो जाएगा और ऊर्जा उत्सर्जित होगी।

एक दूसरे की परिक्रमा करने वाले न्यूट्रॉन तारों के जोड़े भी एक स्थिर संकेत उत्पन्न करते हैं। ब्लैक होल की तरह, ये तारे एक सर्पिल में घूमते हैं और अंततः एक विशिष्ट ध्वनि के साथ विलीन हो जाते हैं। लेकिन इसकी विशिष्टता ब्लैक होल की ध्वनि की विशिष्टता से भिन्न होती है।

तारे क्यों फटते हैं?

ब्लैक होल और न्यूट्रॉन तारे तब बनते हैं जब बड़े तारे चमकना बंद कर देते हैं और अपने आप ढह जाते हैं। खगोलभौतिकीविदों का मानना ​​है कि यह प्रक्रिया सभी सामान्य प्रकार के टाइप II सुपरनोवा विस्फोटों का आधार है। ऐसे सुपरनोवा के सिमुलेशन ने अभी तक यह नहीं दिखाया है कि उनके प्रज्वलित होने का कारण क्या है, लेकिन ऐसा माना जाता है कि वास्तविक सुपरनोवा द्वारा उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण तरंगों को सुनने से उत्तर मिल सकता है। विस्फोट तरंगें कैसी दिखती हैं, वे कितनी तेज़ हैं, वे कितनी बार होती हैं, और वे विद्युत चुम्बकीय दूरबीनों द्वारा ट्रैक किए जा रहे सुपरनोवा के साथ कैसे संबंधित हैं, इस पर निर्भर करते हुए, यह डेटा मौजूदा मॉडलों के एक समूह को खारिज करने में मदद कर सकता है।

ब्रह्माण्ड का विस्तार कितनी तेजी से हो रहा है?

ब्रह्मांड के विस्तार का मतलब है कि हमारी आकाशगंगा से दूर जाने वाली दूर की वस्तुएं वास्तव में जितनी लाल हैं, उससे अधिक लाल दिखाई देती हैं क्योंकि उनके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश उनके चलते समय खिंच जाता है। ब्रह्माण्डविज्ञानी आकाशगंगाओं के रेडशिफ्ट की तुलना इस बात से करके ब्रह्मांड के विस्तार की दर का अनुमान लगाते हैं कि वे हमसे कितनी दूर हैं। लेकिन इस दूरी का अनुमान आमतौर पर टाइप Ia सुपरनोवा की चमक से लगाया जाता है, और यह तकनीक बहुत सारी अनिश्चितताएँ छोड़ देती है।

यदि दुनिया भर में कई गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर एक ही न्यूट्रॉन सितारों के विलय से संकेतों का पता लगाते हैं, तो वे एक साथ सिग्नल की मात्रा का बिल्कुल सटीक अनुमान लगा सकते हैं, और इसलिए जिस दूरी पर विलय हुआ था। वे दिशा का अनुमान लगाने में भी सक्षम होंगे और इसके साथ ही उस आकाशगंगा की पहचान भी कर सकेंगे जिसमें घटना घटी थी। इस आकाशगंगा के रेडशिफ्ट की तुलना विलय वाले तारों की दूरी से करके, ब्रह्मांडीय विस्तार की एक स्वतंत्र दर प्राप्त करना संभव है, जो शायद वर्तमान तरीकों की तुलना में अधिक सटीक है।

सूत्रों का कहना है

http://www.bbc.com/russian/science/2016/02/160211_gravational_waves

http://cont.ws/post/199519

यहां हमें किसी तरह पता चला, लेकिन क्या है और। देखो यह कैसा दिखता है मूल लेख वेबसाइट पर है InfoGlaz.rfउस आलेख का लिंक जिससे यह प्रतिलिपि बनाई गई थी -

गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहला प्रत्यक्ष पता 11 फरवरी, 2016 को दुनिया के सामने आया और इसने दुनिया भर में सुर्खियां बटोरीं। इस खोज के लिए, भौतिकविदों को 2017 में नोबेल पुरस्कार मिला और आधिकारिक तौर पर गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान के एक नए युग की शुरुआत हुई। लेकिन डेनमार्क के कोपेनहेगन में नील्स बोह्र इंस्टीट्यूट के भौतिकविदों की एक टीम ने पिछले ढाई वर्षों के डेटा के अपने स्वतंत्र विश्लेषण के आधार पर इस खोज पर सवाल उठाया है।

इतिहास की सबसे रहस्यमय वस्तुओं में से एक, ब्लैक होल, नियमित रूप से ध्यान आकर्षित करता है। हम जानते हैं कि वे टकराते हैं, विलीन होते हैं, चमक बदलते हैं और वाष्पित भी हो जाते हैं। और साथ ही, सिद्धांत रूप में, ब्लैक होल ब्रह्मांड को एक दूसरे के साथ जोड़ सकते हैं। हालाँकि, इन विशाल वस्तुओं के बारे में हमारा सारा ज्ञान और धारणाएँ गलत हो सकती हैं। हाल ही में, वैज्ञानिक समुदाय में अफवाहें सामने आई हैं कि वैज्ञानिकों को एक ब्लैक होल से निकलने वाला संकेत मिला है, जिसका आकार और द्रव्यमान इतना विशाल है कि इसका अस्तित्व शारीरिक रूप से असंभव है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहला प्रत्यक्ष पता 11 फरवरी, 2016 को दुनिया के सामने आया और इसने दुनिया भर में सुर्खियां बटोरीं। इस खोज के लिए, भौतिकविदों को 2017 में नोबेल पुरस्कार मिला और आधिकारिक तौर पर गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान के एक नए युग की शुरुआत हुई। लेकिन कोपेनहेगन में नील्स बोह्र इंस्टीट्यूट के भौतिकविदों की एक टीम ने पिछले ढाई वर्षों के डेटा के अपने स्वतंत्र विश्लेषण के आधार पर इस खोज पर सवाल उठाया है।