• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Detektory fal grawitacyjnych

    Przeczytaj także...
    Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.University of Maryland, College Park – amerykańska uczelnia wyższa o statusie uniwersytetu publicznego, z siedzibą w College Park w stanie Maryland, założona w 1856 roku.
    Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.

    Detekcja fal grawitacyjnych – eksperyment mający na celu wykrycie i zbadanie własności fal grawitacyjnych – znikomo małych zaburzeń czasoprzestrzeni, których istnienie przewidywane jest przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina.

    Detektory fal grawitacyjnych budowane są od lat 60. XX wieku. Pierwsze zarejestrowanie fali miało miejsce 14 września 2015 przez detektory LIGO w Stanach Zjednoczonych.

    Pierwsza generacja detektorów fal grawitacyjnych powstała z inicjatywy Josepha Webera z University of Maryland. Kiedy Weber zaczynał swoje eksperymenty, wielu naukowców nie miało przekonania co do istnienia fal grawitacyjnych, a szczególnie możliwości ich detekcji.

    LISA (skrót od Laser Interferometer Space Antenna) – planowany wspólnie przez NASA i ESA eksperyment w przestrzeni kosmicznej, mający na celu bezpośrednie wykrycie fal grawitacyjnych. Urządzenie znajduje się w fazie projektu, rozpoczęcie obserwacji planowane jest najwcześniej na rok 2018.Ogólna teoria względności (OTW) – popularna nazwa teorii grawitacji formułowanej przez Alberta Einsteina w latach 1907–1915, a opublikowanej w roku 1916.

    Metoda Webera polegała na zawieszeniu masywnego cylindra o wadze około 1 tony, w próżni, odizolowania go jak najlepiej od wpływu otoczenia i badaniu pojawiających się wibracji. W celu wyeliminowania przypadkowych zaburzeń stosowano dwa cylindry, umieszczone w różnych, odległych od siebie laboratoriach i jako sygnał rozważano przypadki, kiedy oba cylindry wykazywały drgania. W 1969 roku Weber doniósł o wykryciu fal grawitacyjnych, ale wykrywane oscylacje wydawały się dużo za silne jak na pochodzące od fal grawitacyjnych, i obecnie wiadomo, że wynikały one z niedostatecznej eliminacji efektów otoczenia.

    GEO600 – detektor fal grawitacyjnych, bazujący na zasadzie interferometru Michelsona. Zbudowany w roku 1995 z inicjatywy Instytutu Maxa Plancka, wydziału fizyki grawitacji (Instytut Alberta Einsteina), przy współpracy z Uniwersytetem w Hanowerze, Uniwersytetem w Cardiff oraz Uniwersytetem w Glasgow. Budżet wyniósł 6 milionów euro.Czarna dziura – obszar czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na wpływ grawitacji, nic, łącznie ze światłem, nie może opuścić. Zgodnie z ogólną teorią względności, do jej powstania niezbędne jest nagromadzenie dostatecznie dużej masy w odpowiednio małej objętości. Czarną dziurę otacza matematycznie zdefiniowana powierzchnia nazywana horyzontem zdarzeń, która wyznacza granicę bez powrotu. Nazywa się ją "czarną", ponieważ pochłania całkowicie światło trafiające w horyzont, nie odbijając niczego, zupełnie jak ciało doskonale czarne w termodynamice. Mechanika kwantowa przewiduje, że czarne dziury emitują promieniowanie jak ciało doskonale czarne o niezerowej temperaturze. Temperatura ta jest odwrotnie proporcjonalna do masy czarnej dziury, co sprawia, że bardzo trudno je zaobserwować w wypadku czarnych dziur o masie gwiazdowej bądź większych.

    Kolejne detektory budowane aż do wczesnych lat dziewięćdziesiątych opierały się na tej samej zasadzie, ale już były dodatkowo chłodzone ciekłym helem w celu wyeliminowania szumów termicznych.

    Trzecia generacja detektorów zaczęła wykorzystywać technikę interferometrii. Używano dwóch wiązek laserowych wysyłanych wzdłuż dwóch ramion interferometru. Zmiana w interferencji powracających po odbiciu od luster wiązek zawierała informację o zmianie długości ramion interferometru w wyniku przejścia fali grawitacyjnej.

    Fale grawitacyjne w ogólnej teorii względności – przemieszczająca się z prędkością światła zmarszczka w czasoprzestrzeni. W mechanice nierelatywistycznej fala ta objawia się jako rozchodzące się drgania pola grawitacyjnego. Źródłem fal grawitacyjnych jest ciało poruszające się z przyspieszeniem. Do uzyskania obserwowalnych efektów ciało musi mieć bardzo duże przyspieszenie i ogromną masę. Obiekt emitujący fale traci energię, która unoszona jest w postaci promieniowania. Kwantem promieniowania grawitacyjnego jest grawiton, hipotetyczna cząstka.Czasoprzestrzeń – zbiór zdarzeń zlokalizowanych w przestrzeni i czasie, wyposażony w strukturę afiniczną i metryczną o określonej postaci, w zależności od analizowanego modelu fizycznej czasoprzestrzeni.

    Obecnie działające i budowane detektory fal grawitacyjnych to interferometry. Ich zasadniczą cechą jest fakt, że częstotliwość przy której detektor osiąga maksymalną czułość, skaluje się odwrotnie z długością ramion urządzenia. Naziemne detektory obecnie działające są czułe na fale w zakresie 10-1000 Hz. Planowane detektory kosmiczne mają osiągnąć czułość w zakresie 0,0001-0,1 Hz, odpowiadając fali o okresie od dziesiątek sekund do godzin.

    Herc (Hz) – jednostka miary częstotliwości w układzie SI (jednostka pochodna układu SI) i w wielu innych, np. CGS, MKS i MKSA. Definiuje się ją jako liczbę cykli na sekundę.Detektor - urządzenie służące do wykrywania (detekcji) i ewentualnie rejestracji . Detekcji podlegać mogą różne obiekty, zjawiska i parametry fizyczne Detektory stosuje się wówczas, gdy badany sygnał nie możne być zarejestrowany bezpośrednio zmysłami człowieka lub wówczas, gdy działa jako element urządzenia automatycznie reagującego na nadejście sygnału oraz wtedy, gdy pożądana jest bezobsługowa rejestracja sygnałów. Detektor zamienia wykrywany sygnał na formę możliwą do obserwacji lub rejestracji.

    Spodziewana detekcja otworzy przed astronomią nowe możliwości badania odległych obiektów, na przykład badanie wnętrza gwiazd neutronowych, zjawiska zlewania się czarnych dziur, a także obserwacji procesów zachodzących przed epoką rekombinacji wodoru, co będzie miało ogromne znaczenia dla kosmologii.

    Kosmologia (z gr. kósmos: porządek, wszechświat oraz lógos: słowo, nauka) jest to nauka, opierająca się mocno na filozofii, wiedzy i wierzeniach różnych ludów. Nie należy jej mylić z kosmogonią, dotyczącą powstania świata, mimo, iż mają one wiele punktów wspólnych (to, jak został stworzony świat, rzutuje na poglądy na jego temat i odwrotnie, mity o stworzeniu świata są uwarunkowane sposobem jego widzenia).LIGO (skrót od Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory – czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych) – detektor fal grawitacyjnych, grawitonów, bazujący na zasadzie interferometru Michelsona. LIGO jest wspólnym przedsięwzięciem naukowców z MIT, Caltech i wielu innych szkół wyższych i uniwersytetów. Cały projekt jest sponsorowany przez National Science Foundation. Pomysł budowy detektora powstał w 1992, a jego pomysłodawcami byli Kip Thorne i Ronald Drever z Caltech oraz Rainer Weiss z MIT. Budowę rozpoczęto w 1996, a zakończono cztery lata później, natomiast pierwszych badań naukowych dokonano w 2002. Koszt budowy wyniósł 365 mln USD (według kursu z 2002 roku).

    Działające detektory fal grawitacyjnych[ | edytuj kod]

    Wszystkie obecnie działające detektory to detektory naziemne:

  • LIGO,
  • GEO600,
  • VIRGO,
  • TAMA 300,
  • MiniGrail
  • Planowane detektory fal grawitacyjnych[ | edytuj kod]

  • detektory naziemne:
  • AIGO,
  • LCGT
  • detektory satelitarne
  • LISA,
  • BBO




  • Warto wiedzieć że... beta

    Gwiazda neutronowa – gwiazda zdegenerowana powstała w wyniku ewolucji gwiazd o dużych masach (~ 8–10 mas Słońca). Powstają podczas wybuchu supernowej (supernowe typu II lub Ib) lub kolapsu białego karła (supernowa typu Ia) w układach podwójnych. Materia składająca się na gwiazdy neutronowe jest niezwykle gęsta, przy średnicy 10–15 km gwiazdy tego typu mają masę od 1,4 do 2,5 mas Słońca. Łyżeczka materii neutronowej ma masę ok. 6 miliardów ton .
    Interferometria – technika wykorzystująca zjawisko interferencji fal elektromagnetycznych (światła, fal radiowych) do pomiarów, np. długości fali, pomiarów kątowych gwiazd, kontroli jakości elementów i układów optycznych.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.725 sek.