Teadlased nägid esimest korda gravitatsioonilaineid ({{commentsTotal}})

{{1455204840000 | amCalendar}}
LIGO observatoorium linnulennult.
LIGO observatoorium linnulennult. Autor/allikas: Advanced LIGO

Ameerika Ühendriikides asuva LaserInterferomeetri-Gravitatsioonilainete Observatooriumi (LIGO) juures töötavad teadlased teatasid neljapäeval korraldatud pressikonverentsil, et silmasid möödunud aasta septembris esimest korda gravitatsioonilaineid – massiga kehade liikumisest tekitatud kolmemõõtmelise lõputu tühjuse enda lainetamist.

Üldrelatiivsusteooriast lähtudes on tänaseks teada, et massiga kehad painutavad aegruumi. Umbes niimoodi, nagu tekitab lohu batuudiriidele asetatud piljardikuul. Massiga kehade kiirendamisel hakkavad need seetõttu tekitama laineid, nagu järvel sõitev mootorpaat. Vee molekulide asemel virvendab aga ruum. Kolmemõõtmeline lõputus, mis muutub tajutavaks vaid tänu selles asuvatele aineosakestele ja väljadele. Aegruumi pressitakse ühes suunas kokku ja venitatakse teises suunas välja. Samas on lained Maani jõudes sedavõrd nõrgad ja tabamatud, et neid polnud suutnud keegi registreerida isegi sajand pärast nende olemasolu ennustamist.

Neljapäeval, 11. veebruaril teatas LIGO kollektiiv, et on suutnud viimaks lainetust Lousiana ja Washingtoni osariigis asuvate hiljuti uuenduskuuri läbinud interferomeetrite abil siiski otseselt registreerida. Võbeluse tekitasid kaks Maast 1,3 miljardi valgusaasta kaugusel kokku põrganud musta auku, millest ühe mass oli arvutuste kohaselt võrdne 36, teine 29 Päikese massiga. Objektide liikumiskiirus küündis poole valguse kiiruseni vaakumis (0,5c; c~300 000 km/s). Sündinud musta augu mass oli arvestuste kohaselt Päikesest 62 korda suurem. Maani jõudis vastav signaal Eesti aja järgi 14. septembril kell 11.51. Värelus kestis vaid umbes veerand sekundit.

Kokkupõrke mõjul muundus 0,08 sekundi vältel otse gravitatsioonikiirguseks ligikaudu kolme Päikese jagu massi (E=mc2). Sama aja vältel võrreldava energiahulga saamiseks läheks tarvis ligikaudu 50 universumi tähtede kogukiirgust.

 

Vasakul Louisiana osariigis asuva LIGO Livingstone'i, paremal Washingtoni osariigis asuva identse Hanfordi detektori registreeritud signaal.

Füüsikud on registreeritud signaali reaalsust kontrollinud juba mitmeid kuid ja on veendunud, et tegu on tõepoolest gravitatsioonilainetega. Nähtud signaali saaks arvutuste kohaselt juhuse kaela ajada vaid üks kord 203 000 aasta jooksul, mis vastab 5,1 sigmale.

LIGO detektori eestkõneleja Gabriela Gonzaleze sõnul on tegu esimese signaaliga paljudest. Teoreetilise füüsiku Kip Thorne'i hinnangul nähakse sarnaseid sündmusi selle aasta vältel veel mitmeid.

Kuula ka Priit Enneti gravitatsioonilainete-teemalist teadusuudist:

''Mu daamid ja härrad. Me oleme kindlaks teinud gravitatsioonilained. Me saime sellega
hakkama,'' kuulutas 11. veebruaril 2016 ameerika füüsik David Reitze Washingtonis kogunenud
teadlastele ja ajakirjanikele.

Ajakirjas Physical Review Letters selsamal hetkel avaldatud artiklil on peale Laser-
interferomeeter-gravitatsioonilaineobservatooriumi ehk LIGO tegevjuhi David Reitze veel
kümneid ja kümneid autoreid. Kes on need kolm, kes neist Nobeli auhinna saavad, ei ole
veel teada.

Teadlased loodavad, et peagi hakkavad nad gravitatsioonilaineid õige tihti märkama, sest
mõõtetehnikat on kavas täiustada ja nüüd on ka täitsa kindel, et gravitatsioonilained on
olemas. Jah, Einsteinil oli ka selles asjas õigus.

Lähemalt kuula gravitatsioonilainetest ja nende avastamisest teadussaates ''Labor''
pühapäeval
kell 17.05.

Signaali registreerimiseks kasutatavad mõõteseadmed meenutavad L-tähte, mille harude pikkus on neli kilomeetrit. Gravitatsioonilainete poolt põhjustatud ruumimoonutuste täheldamiseks kasutatakse laserkiirt, mis jagatakse kiirtejagajaga kaheks. Neist ühe teekond jätkub sirgjooneliselt, teine peegeldatakse aga 90-kraadise nurga all teleskoobi teise harusse. Mõlemad kiired peegelduvad haru lõppu jõudes tagasi. Detektorini jõudes on need täpselt vastasfaasis. Valguslained interfeeruvad ja nõrgendavad teineteist määral, et kaovad sootuks.

Michelsoni interferomeetri lihtsustatud skeem. LIGO

Seda muidugi juhul, kui kiirte teekonna pikkus polnud teistsugune kui tavaliselt. Interferentsimustrini viivat häiritust võib esile kutsuda nii keskkonnast lähtuv müra kui ka gravitatsioonilained. Esimese saab suuresti välistada, kui samast signaali nähakse viivisega mõlema interferomeetri poolt. Teisel juhul venitavad gravitatsioonilained ruumi ühes suunas kokku ja teises välja – harude pikkus muutub.

Gravitatsioonikiirguse mõju on aga imeväike. Piltlikult pressitaks tervet Linnutee galaktikat kokku vaid ühe inimese pikkuse võrra ehk reaalselt peavad füüsikud täheldama prootoni läbimõõdust enam kui 10 000 korda väiksemat muutust. Abi poleks isegi nelja kilomeetri pikkuste harudega interferomeetrist. Nõnda peegeldatakse laserkiiri tegelikult enne interfereeruda laskmist 400 korda edasi-tagasi – valgus läbib seeläbi kokku 1600 kilomeetrit.

Leidu kirjeldatakse ajakirjas Physical Review Letters.

Kokkupõrke simulatsioon:

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



Kaader saatest "Uudishimu tippkeskus".

Video: millal muutuvad plast ja nanoosad kasulikuks ja millal ohtlikuks

„See on jah huvitav, et kui me räägime juuspeenest ja selle all me mõtleme midagi, mis on hästi peenikene, siis tegelikult saab palju peenemaks minna,“ märgib Andres Krumme, Tallinna tehnikaülikooli polümeeride tehnoloogia professor. Õigustatult tekib küsimus, miks ülipeenike on parem kui lihtsalt peenike?

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: