Teadlased nägid taaskord gravitatsioonilaineid ({{commentsTotal}})

Mustade aukude ühinemine kunstniku nägemuses.
Mustade aukude ühinemine kunstniku nägemuses. Autor/allikas: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

Möödunud aasta alguses teatasid astronoomid, et registreerisid viimaks aegruumi enda võbelusi. Gravitatsioonilaineid otsiva observatooriumi LIGO ja Virgo teadlaste sõnul on nad nüüd suutnud määrata nende lähtepunkti täpsemalt kui kunagi varem.

Võtmerolli mängis siinkohal kolme detektori andmete kombineerimine. Lisaks USA-s Lousiana ja Washingtoni osariigis asuvatele inteferomeetritele tegi gravitatsioonilainete registreerimise ajal 14. augustil kell 12.30 vaatlusi ka Itaalias asuv Virgo detektor.

Lained vallandusid Maast ligikaudu 1,8 miljardi valgusaasta kaugusel. Omavahel ühinesid Päikesest vastavalt 31 ja 25 korda raskemad mustad augud. Selle tulemusena sündinud must auk oli Päikesest ligikaudu 53 korda massiivsem.

Gravitatsioonilaineteks muundus seega seose E=mc2 alusel kolme Päikese massi jagu massi. Sündmuse käigus vallandus kordades rohkem energiat, kui jõudsid sama ajavahemiku vältel kiirata kokku kõik universumi tähed.

Eelnevalt olid LIGO ja Virgo teadlased registreerinud kolme mustade aukude ühinemisele viitavat signaali. Sõltuvalt kokkupõrkest oli nende mass Päikese omast kaheksa kuni 36 korda suurem.

Kahte detektorit kasutades said teadlased öelda, et ühinemised leidsid aset kusagil 3000 täiskuu poolt kaetavas taevalaotuse piirkonnas. Virgo lisandumisega suudeti kitsendada piirkonda seekord aga ligi kümme korda.

Signaali registreeris seekord esimesena Louisana osariigis asuv detektor, kaheksa millisekundit hiljem jõudis laine Washingtoni ja 14 millisekundit möödumisel Itaaliasse.

Kolm detektorit võimaldavad määrata ka gravitatsioonilainete polarisatsiooni. Omadus sõltub sellest, millise nurga all Maa suhtes paikneb mustade aukude pöörlemistasand. See omakorda määrab, kui suur osa gravitatsioonilisest energiast kiirgub ühinemisel Maa suunas. Kokkuvõtlikult võimaldab see öelda täpsemalt, kui kaugel asuvad mustad augud või teised suure massiga ühinevad kehad sel ajal Maast.

Seekord suunati lõunataevas nähtava Eriidanue tähtkuju suunas signaali registreerimise järel 25 optilist teleskoopi. Ühinemisele viitavat elektromagnetkiirgust ei nähtud aga ühelgi lainepikkusel. See vihjab, et tekkiv must auk õgib endasse kogu selle läheduses leiduva aine.

Uurimus ilmub ajakirjas Physical Review Letters.


Kuidas gravitatsioonilaineid registreeritakse?
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 interfereeruvad ja nõrgendavad teineteist sedavõrd palju, et kaovad täielikult.

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

Gravitatsioonikiirguse mõju on 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.



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: