cu mult Timp în urmă, adânc în spațiu, două găuri negre masive—la ultrastrong câmpuri gravitaționale lăsat în urmă de stele gigantice care s-a prăbușit la infinitezimal puncte—încet a atras împreună. Fantomele stelare s-au spiralat tot mai aproape, până când, în urmă cu aproximativ 1, 3 miliarde de ani, s-au învârtit unul cu celălalt la jumătate din viteza luminii și în cele din urmă s-au contopit., Coliziunea a trimis un fior prin univers: valuri în țesătura spațiului și timpului numite unde gravitaționale. Acum cinci luni, au trecut de pământ. Și, pentru prima dată, fizicienii au detectat valurile, îndeplinind o căutare de 4 decenii și deschizând noi ochi asupra cerurilor.,

Aici e prima persoană la fața locului, aceste unde gravitaționale

descoperirea marchează un triumf pentru 1000 fizicieni cu Interferometru cu Laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO), o pereche de gigantic instrumente în Hanford, Washington, și Livingston, Louisiana. Zvonurile despre detectare au circulat luni întregi. Astăzi, la o conferință de presă din Washington, D. C., echipa LIGO a făcut-o oficială. „Am reușit!,”spune David Reitze, fizician și director executiv LIGO la Institutul de Tehnologie din California (Caltech) din Pasadena. „Toate zvonurile care se învârt în jurul valorii de acolo au avut cea mai mare parte corectă.Albert Einstein a prezis existența undelor gravitaționale în urmă cu 100 de ani, dar detectarea directă a acestora a necesitat o abilitate tehnologică uluitoare și o istorie a vânătorii. (Vezi o cronologie de mai jos a istoriei căutării undelor gravitaționale., Cercetătorii LIGO au simțit un val care a întins spațiul cu o parte în 1021, făcând întregul Pământ să se extindă și să se contracte cu 1/100.000 dintr-un nanometru,aproximativ lățimea unui nucleu atomic. Observația testează teoria gravitației lui Einstein, teoria generală a relativității, cu o rigoare fără precedent și oferă dovada pozitivă că există găuri negre. „Va câștiga un Premiu Nobel”, spune Marc Kamionkowski, teoretician la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, Maryland.,LIGO Urmărește o întindere minusculă a spațiului cu ceea ce se ridică la rigle ultraprecise: două contraptions în formă de L numite interferometre cu brațe lungi de 4 kilometri. Oglinzile de la capetele fiecărui braț formează o „cavitate rezonantă” lungă, în care lumina laser cu o lungime de undă precisă ricoșează înainte și înapoi, rezonând la fel cum sunetul unui anumit pas inele într-o conductă de organe. Acolo unde brațele se întâlnesc, cele două grinzi se pot suprapune. Dacă au parcurs distanțe diferite de-a lungul brațelor, valurile lor vor ieși din PAS și vor interfera unul cu celălalt., Asta va face ca o parte din lumină să se răsucească printr-o ieșire numită un port întunecat în sincronizare cu ondulațiile valului.din interferență, cercetătorii pot compara lungimile relative ale celor două brațe cu 1/10.000 lățimea unui proton—suficientă sensibilitate pentru a vedea o undă gravitațională care trece,deoarece întinde brațele cu cantități diferite. Cu toate acestea, pentru a observa astfel de deplasări minuscule, oamenii de știință trebuie să atenueze vibrațiile, cum ar fi zgomotul undelor seismice, zgomotul traficului și prăbușirea valurilor pe coastele îndepărtate.,

Pe 14 septembrie 2015, la ora 9:50:45 timpul universal—4:50 a. m. în Louisiana și 2:50 a. m. în Washington—LIGO e sisteme automate detectat doar un astfel de semnal. Oscilația a apărut la o frecvență de 35 de cicluri pe secundă, sau Hertz, și a accelerat până la 250 Hz înainte de a dispărea 0, 25 secunde mai târziu. Frecvența în creștere, sau ciripitul, jibes cu două corpuri masive în spirală unul în celălalt. 0.,007-a doua întârziere între semnalele din Louisiana și Washington este momentul potrivit pentru o undă de viteză a luminii care trece prin ambele detectoare.semnalul depășește standardul” cinci sigma ” de semnificație statistică pe care fizicienii îl folosesc pentru a revendica o descoperire, relatează cercetătorii LIGO într-o lucrare programată să fie publicată în Physical Review Letters pentru a coincide cu conferința de presă. Este atât de puternic încât poate fi văzut în datele brute, spune Gabriela González, fizician la Universitatea de Stat din Louisiana, Baton Rouge și purtător de cuvânt al colaborării științifice LIGO., „Dacă filtrați datele, semnalul este evident pentru ochi”, spune ea.comparația cu simulările computerizate arată că valul a provenit de la două obiecte de 29 și 36 de ori mai masive decât spirala soarelui până la 210 kilometri unul de celălalt înainte de a fuziona. Doar o gaură neagră—care este făcută din energie gravitațională pură și își obține masa prin faimoasa ecuație E=mc2 a lui Einstein—poate împacheta atât de multă masă în atât de puțin spațiu, spune Bruce Allen, membru LIGO la Institutul Max Planck pentru Fizică gravitațională din Hanovra, Germania., Observația oferă primele dovezi ale găurilor negre care nu depind de vizionarea gazului fierbinte sau a stelelor care se învârt în jurul lor la distanțe mult mai mari. „Înainte, ați putea argumenta în principiu dacă există sau nu găuri negre”, spune Allen. Coliziunea a produs o explozie uluitoare, invizibilă. Modelarea arată că gaura neagră finală totalizează 62 de mase solare—3 mase solare mai mici decât suma găurilor negre inițiale. Masa lipsă a dispărut în radiația gravitațională—o conversie a masei în energie care face ca o bombă atomică să pară o scânteie., „Pentru o zecime de secundă strălucește mai strălucitor decât toate stelele din toate galaxiile”, spune Allen. „Dar numai în unde gravitaționale.”

Alte explozii stelare, numite explozii de raze gama se poate, de asemenea, pune în umbră pe scurt stele, dar exploziv gaură neagră fuziune stabilește o minte-îndoire record, spune Kip Thorne, un gravitațională teoretician de la Caltech care a jucat un rol de lider în LIGO de dezvoltare. „Este de departe cea mai puternică explozie pe care oamenii au detectat-o vreodată, cu excepția Big bang-ului”, spune el.

timp de 5 luni, fizicienii LIGO s-au străduit să păstreze un capac asupra descoperirii lor pupante., De obicei, majoritatea membrilor echipei nu ar fi știut dacă semnalul era real. LIGO sare în mod regulat citirile sale de date cu semnale false secrete numite „injecții oarbe” pentru a testa echipamentul și a menține cercetătorii pe degetele de la picioare. Dar pe 14 septembrie 2015, acel sistem de injecție orb nu funcționa. Fizicienii au finalizat recent doar o actualizare de 5 ani, de 205 milioane de dolari a mașinilor, iar mai multe sisteme—inclusiv sistemul de injecție—erau încă offline, deoarece echipa a încheiat o „execuție inginerească preliminară.”Drept urmare, întreaga colaborare știa că observația era probabil reală., „Am fost convins în acea zi”, spune González.totuși, fizicienii LIGO au trebuit să excludă orice alternativă, inclusiv posibilitatea ca citirea să fie o farsă rău intenționată. „Am petrecut aproximativ o lună uitându-ne la modalitățile prin care cineva ar putea falsifica un semnal”, spune Reitze, înainte de a decide că este imposibil. Pentru González, efectuarea verificărilor” a fost o responsabilitate grea”, spune ea. „Aceasta a fost prima detectare a undelor gravitaționale, deci nu a fost loc pentru o greșeală.,”

demonstrarea existenței undelor gravitaționale nu poate fi cea mai importantă moștenire a lui LIGO, deoarece au existat dovezi indirecte convingătoare pentru acestea. În 1974, astronomii americani Russell Hulse și Joseph Taylor au descoperit o pereche de stele neutronice care emit radio numite pulsari care orbitează reciproc. Prin cronometrarea pulsarilor, Taylor și colegul Joel Weisberg au demonstrat că se spiralează foarte încet unul spre celălalt—așa cum ar trebui dacă radiază unde gravitaționale.

este de departe cea mai puternică explozie pe care oamenii au detectat-o vreodată, cu excepția big bang-ului.,

este perspectiva științei care ar putea fi făcută cu unde gravitaționale care îi excită cu adevărat pe fizicieni. De exemplu, spune Kamionkowski, teoreticianul de la Johns Hopkins, primul rezultat LIGO arată puterea unei astfel de radiații de a dezvălui obiecte astrofizice nevăzute precum cele două găuri negre nefaste. „Aceasta deschide o nouă fereastră asupra acestei vaste populații de rămășițe stelare despre care știm că sunt acolo, dar despre care am văzut doar o mică fracțiune”, spune el.observația deschide, de asemenea, calea pentru testarea relativității generale ca niciodată, spune Kamionkowski., Până în prezent, fizicienii au studiat gravitația numai în condiții în care forța este relativ slabă. Studiind undele gravitaționale, ei pot explora acum condiții extreme în care energia din câmpul gravitațional al unui obiect reprezintă cea mai mare parte sau toată masa sa—tărâmul gravitației puternice explorate până acum doar de teoreticieni.

Cu gaura neagră fuziune, relativitatea generală a trecut primul astfel de test, spune Rainer Weiss, un fizician de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) din Cambridge, care a venit cu ideea originală pentru LIGO. „Lucrurile pe care le calculați din teoria lui Einstein arată exact ca semnalul”, spune el. „Pentru mine, asta e un miracol.detectarea undelor gravitaționale marchează punctul culminant al unei căutări de zeci de ani care a început în 1972, când Weiss a scris o lucrare care descrie designul de bază al lui LIGO., În 1979, Fundația Națională de știință a finanțat cercetarea și dezvoltarea atât la MIT, cât și la Caltech, iar LIGO construction a început în 1994. Instrumentele de 272 de milioane de dolari au început să ia date în 2001, deși fizicienii nu au așteptat până la actualizare un semnal.dacă descoperirea lui LIGO merită un Premiu Nobel, cine ar trebui să-l primească? Oamenii de stiinta spun Weiss este un shoo-in, dar el demurs. „Nu-mi place să mă gândesc la asta”, spune el. „Dacă câștigă un Premiu Nobel, nu ar trebui să fie pentru detectarea undelor gravitaționale. Hulse și Taylor au făcut asta.,”Mulți cercetători spun că alți destinatari demni ar include Ronald Drever, primul director al proiectului de la Caltech, care a adus contribuții cheie la designul lui LIGO, și Thorne, teoreticianul Caltech care a susținut proiectul. Thorne, de asemenea, obiecte. „Oamenii care merită cu adevărat creditul sunt experimentatorii care au scos acest lucru, începând cu Rai și Ron”, spune el.între timp, alte detectări pot veni rapid. Cercetătorii LIGO încă analizează datele de la prima lor rulare de observare cu detectoarele lor modernizate, care s-au încheiat pe 12 ianuarie și intenționează să înceapă să ia date din nou în iulie., O echipă din Italia speră să pornească detectorul VIRGO reconstruit—un interferometru cu brațe de 3 kilometri-la sfârșitul acestui an. Fizicienii așteaptă cu nerăbdare următorul val.

vedeți mai multe despre acoperirea undelor gravitaționale de către știință.,