Блогът на asthfghl :: Айнщайн отново тържествува

Категории

Новини
Забавление
Лайфстайл
Бизнес
Хоби
Технологии
Музика
Спорт
Видео
Изкуство
Лични дневници
Политика
Тя и той
Регионални
Туризъм
Други
Поезия
История
Рецепти

Календар

Април, 2024

П	В	С	Ч	П	С	Н
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Blog.bg

Регистрирай си безплатно блог в Blog.bg

Постинг

Обратно към блога | Предишен постинг | Следващ постинг

12.02.2016 13:26 - Айнщайн отново тържествува

Автор: asthfghl Категория: Технологии

Прочетен: 1043 Коментари: 0 Гласове:

Последна промяна: 12.02.2016 21:01

На пресконференция вчера участниците в международния проект LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) най-сетне съобщиха, че дълго обсъжданото предполагаемо откритие на гравитационните вълни е било потвърдено. Това несъмнено ще даде нов революционен тласък в съвременната физика в дългосрочен план.

Името на Айнщайн е известно на всеки, но малцина знаят точно защо той е толкова знаменит. Миналата година се навършиха 100 години от формулирането на основните принципи на Общата теория на относителността (ОТО). Голяма чат от наблюдаваните следствия от ОТО досега са потвърдени от преки и многократни наблюдения. И ето, че сега идва ред да бъде потвърдено съществуването на предсказаните от нея гравитационни вълни.

Експериментът се е провел миналия септември, а след щателна проверка от страна на цялата физична общност, сега вече резултатите бяха оповестени за широката публика и могат да се считат за доказателства. За целия проект Националният научен фонд на САЩ е инвестирал общо 620 млн. долара. За сравнение, програмата за изпращане на човек на Луната е струвала 20 млрд. долара.

Необходимо ли беше потвърждаването на ОТО?
Някои ще попитат за какво са били похарчени всичките тези пари. Въпросът не е лишен от смисъл в нашето време на постоянни икономически кризи. Но по тази логика можем и да попитаме дали изобщо трябва да се харчат пари за фундаментална наука. Все пак подобни въпроси до голяма степен зависят и от нагласите на данъкоплатците. За да получи дадено изследване солидно количество ресурси, първо се налага да се възбуди общественият интерес към него, както и да се поддържа той в течение ня целия процес. И разбира се, дадено изследване трябва да има удачни междинни стадии. Колаборацията LIGO бе доста успешна в това отношение. Несъмнено и експерименталното потвърждение на откритието дава надеждна основа за по-нататъшното развитие на физиката в това направление.

В крайна сметка, фундаменталната наука работи в дългосрочен план. И много от нейните открития започват да носят дивиденти на обществото едва години и понякога десетилетия, след като са били направени. Най-яркият пример е квантовата физика, която първоначално е изглеждала чужда, странна и непотребна, а днес стои в основата на цялата дигитална революция, че и на нанотехнологиите.

Какво всъщност бе открито
Два детектора на гравитационни вълни, използващи лазерни интерферометри (за интерференцията сме учили в училище), са засекли почти синхронни колебания на тестваните тела, които са имали еднакъв период. В дадения случай тестовите тела са представлявали две предполагаеми черни дупки. Детекторите са били разположени на голямо разстояние един от друг в различни части на САЩ - откъдето произтича и "почти" синхронното колебание. Съгласно ОТО, гравитационните вълни се разпространяват със скоростта на светлината, а забавянето се изчислява като разстоянието между детекторите, разделено на скоростта на светлината.

Теоретическите изчисления показват, че моделът на регистрирания сигнал съответства на синхрона в една система, която действително се състои от две черни дупки и които са в процес на сливане в една (самото съществуване на черните дупки, впрочем, също е следствие от ОТО). И тук нещата стават наистина интересни. Работата е там, че никой никога не е наблюдавал пряко черна дупка, а по принцип се наблюдават само косвените последствия от тяхното присъствие, което влияе на взаимодействията в окръжаващата ги среда. Строго погледнато, досега не е имало нито едно пряко потвърждение за наличието на черна дупка. И ето, че нещо невидимо се слива с друго невидимо нещо, а процесът на сливане точно съответства на теоретичните постановки, които се отнасят именно за черните дупки. И този процес вече може директно да се наблюдава, засече и измери!

Според изчисленията, еквивалентът на три слънчеви маси е бил преобразуван в енергия посредством гравитационни вълни при протичането на процеса, засечен от детекторите на LIGO. Подробностите по регистрирането на тези данни и по цялата теоретична постановка вече са свободно достъпни на сайтовете на проекта и в момента се обработват за публикуване в сп. Physical Review Letters.

Доколко е надеждно това откритие?
Това е главният въпрос в експерименталната физика. Историята на науката познава ред лъжеоткрития, погрешно формулирани поради неправилна оценка на достоверността на данните. В дадения случай сумарната значимост на факта, че и двата детектора са засекли едно неслучайно, очаквано и прецизно предсказано събитие чрез регистрирането на реален сигнал, надхвърля степен 5 на стандартно отклонение. По принцип това се счита за повече от достатъчна статистическа значимост. Може би остава въпросът как така това откритие бе направено точно по случай 100-годишнината на ОТО, на 15-ти септември 2015 г., при това по време на опитна експлоатация на детекторната система. Но всъщност такива невероятни съвпадения е имало и преди. Затова и науката статистика никога не работи с точни отговори, а оставя място на оптимистите да си бъдат оптимисти, а на песимистите - вероятността за случайно съвпадение.

За по-нататъшно потвърждение е необходимо увеличаване на количеството регистрирани гравитационни вълни в близките дни и месеци и разбира се да се търсят източници на гравитационни вълни и в оптическия диапазон на електромагнитните колебания, а и отвъд него. Едно друго интересно астрофизично явление също е вероятен такъв кандидат за източник, а именно късите гама-лъчи.

Какво означава това откритие?
Първо, нека изясним, че това все още не е пряко потвърждение на ОТО. Второ, все пак откритието може да се счита за потвърждение на съществуването на черните дупки, които досега са се считали за хипотетични обекти. Трето, това е начало на нова ера в гравитационната астрономия, тъй като то позволява да се надзърне в области, които досега са били невъзможни за пряко наблюдение - дори с инструментите в електромагнитния диапазон (радио-, оптични, гама-лъчи) или с помощта на неутринната астрономия. Научните аспекти се простират и по-надалеч в зависимост от моментните нужди на науката - включително и по-дългосрочното целево влагане на средства за по-нататъшни изследвания, чиито резултати биха тласнали развитието на науката в редица нови направления.

Не знам дали Айнщайн би се зарадвал на това откритие. Вероятно би бил много щастлив. Историята на науката, впрочем, както е и с всяка друга наука с богата история, няма как да работи с условно наклонение. Но това, че откриването на гравитационните вълни напълно основателно би следвало да претендира за Нобелова награда, е безусловно.

Нагоре