czarne dziury - grafika
26

Już trzeci raz zarejestrowano zmarszczki w czasoprzestrzeni

Pierwsze historyczne wykrycie fal grawitacyjnych nastąpiło we wrześniu 2015 roku, natomiast drugie w grudniu 2015 roku. Teraz Obserwatorium LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) już po raz trzeci wykryło zmarszczki w czasoprzestrzeni, czyli fale grawitacyjne.

Trzecie odkrycie fal grawitacyjnych

Jak komentuje David Shoemaker z Massachusetts Institute of Technology (MIT):

Pierwsze odkrycie było nowością. Drugie było potwierdzeniem, że nowość w postaci pierwszego odkrycia nie była tylko przypadkiem. Trzecie odkrycie to już astrofizyka. Powoli przechodzimy do prowadzenia rozmów o populacji takich obiektów.

Fale grawitacyjne, które do tej pory zostały wykryte przez LIGO, za każdym razem były efektem łączenia się dwóch czarnych dziur. Czarne dziury to obiekty o bardzo dużej masie skompresowanej do czegoś o relatywne niewielkich rozmiarach (jak na tą masę), więc nietrudno sobie wyobrazić, że w momencie ich połączenia powstaje coś jeszcze masywniejszego…

Pierwsza czarna dziura, która powstała z połączenia dwóch innych i wytworzyła wykryte przez ludzkość fale grawitacyjne, miała masę 62 razy większą niż masa Słońca. Ta z drugiej detekcji uzyskała masę 21 razy większą niż masa Słońca, natomiast najnowsza utworzona czarna dziura z detekcji LIGO uzyskała masę 49 razy większą od masy Słońca, a całe wydarzenie według oceny naukowców miało miejsce 3 miliardy lat świetlnych od Ziemi. Zarejestrowano to w dniu 04.01.2017 i oznaczono jako GW170104.

Ekstremalna para

Takie pary orbitujących wokół siebie czarnych dziur mogą powstawać np. gdy gwiazdy znajdujące się w układzie binarnym zamieniają się w czarne dziury, które kontynuują to co robiły gwiazdy, tzn. obracają się wokół wspólnego środka masy. Nowopowstały podwójny układ czarnych dziur dziedziczy również sposób obrotu po istniejących wcześniej gwiazdach. Jest jeszcze drugi model powstawania par czarnych dziur, który zakłada że z początku powstają one zupełnie osobno i dopiero później ich drogi się ze sobą krzyżują. W tym przypadku ich kierunki obrotu mogą być dowolne, a więc niekoniecznie pokryją się z kierunkiem ruchu orbitalnego, jak to jest w przypadku pierwszego modelu. Naukowcy są zdania, że najnowsze odkryte fale grawitacyjne były wynikiem istnienia pary według modelu drugiego i co najmniej jedna z czarnych dziur obracała się w kierunku przeciwnym do obrotu orbitalnego.

Ogólna teoria względności

Takie rzeczy jak zmarszczki w czasoprzestrzeni zostały przewidziane przez Alberta Einsteina w jego ogólnej teorii względności. Z kolei o wartości najnowszego odkrycia dla świata nauki mówi Dorota Rosińska z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Zielonogórskiego, będąca współautorką publikacji naukowej przedstawiającej wyniki badań i która udzieliła komentarza dla PAP:

Istotną rzeczą jest, że ten nowy układ jest w dużej odległości, około dwa razy większej niż w przypadku poprzednich detekcji. Dzięki temu można zweryfikować innego typu przewidywania ogólnej teorii względności. Będziemy mogli sprawdzić, czy światło ulega dyspersji, czy fale grawitacyjne rzeczywiście podróżują z prędkością światła. Jest to istotne jako fundamentalny test ogólnej teorii względności.

Tego typu odkrycia są wynikiem współpracy naukowców z Europy oraz Stanów Zjednoczonych, w tym również Polaków. Pozostaje trzymać kciuki za kolejne sukcesy związane z działaniem detektora fal grawitacyjnych.

Źródło 1, 2, 3

  • wydaje się, że to dość częste zjawisko

    • stark2991

      Nie wiem wiemy ile jest czarnych dziur, bo są czarne :p Więc może jest ich aż tyle :)

    • ja pisałem o częstotliwości zmarszczek, a czy ich powodem są czarne dziury to już inna sprawa

  • Morski Morświn

    Jak czytam o połączeniu się czarnych dziur to mam lekkie obrzydzenie nie wiedzieć czemu.

  • Tom

    I tak wszystko w kosmosie jest płaskie….

    • Z punktu widzenia cztero(lub-więcej)wymiarowej istoty z pewnością jest to dobre zobrazowanie by nasze trójwymiarowe mózgi mogły to pojąć ^^

    • Rincewind

      Tylko czy kosmos jest trójwymiarowy?

    • Z naszej perspektywy? Tak. Z perspektywy matematyki i fizyki? Nie jestem naukowcem, ale podejrzewam, że nie. Tzn. zależy też co masz na myśli pisząc „kosmos” bo jeśli to, co powstało w wyniku wielkiego wybuchy to nie wiem. Teoretycznie ta nasza bańka (wszechświat) może być trójwymiarowa i jednocześnie wielopłaszczyznowa – tzn. może równocześnie istnieć wiele takich wszechświatów i wszystkie mogą mieć swój początek w „momencie” wielkiego wybuchu. Jeśli taki „wieloświat” działałby na zasadach podobnych do tych w fizyce kwantowej to teoretycznie wiele, wiele takich światów już istnieje i jeszcze więcej powstaje ich w każdej chwili wraz z kolejnymi obserwacjami. Mam tu na myśli superpozycję, jednak w rozumieniu globalnym, tj. póki nie zostanie zaobserwowany dany stan wszechświata to może on przyjąć każdy możliwy scenariusz jednak kto lub co jest obserwatorem lub co sprawia, że dany stan staje się zaobserwowany jest nie do odgadnięcia.

      Odpowiadając więc tobie jak ja rozumiem na chwilę obecną świat (wszechświat) to jest on skończony, trójwymiarowy i liniowy, i mam tu na myśli nasz wszechświat. Po za jego granicą, czyli w pustce / nicości / przestrzeni po za nim, czyli tam gdzie doszło do spontanicznego (lub też nie spontanicznego) rozpoczęcia się wielkiego wybuchu takich „baniek rzeczywistości” są niezliczone ilości, w każdej możliwej konfiguracji i w każdym możliwym stadium rozwoju bowiem tam czas nie jest liniowy, a by „pomieścić” te wszystkie stany „wieloświata” musi on być również nieskończenie wielowymiarowy. To jest moja osobista teoria, a raczej pomysł na teorię bo nie mogą opisać niczego, a jedynie dywagując nad taką czy inną możliwością nie mogę tego nazwać teorią w stricte naukowym znaczeniu. Równie dobrze mógłbym napisać, że świat jest płaski, a na niebie ktoś przykleił nalepki by fakt płaskości ukryć, a przy pomocy fałszywej nauki kierować losami świata i rzeszami science-zombie łykającymi naukowe „fakty” niczym pelikany – z tym, że nie byłoby to zgodne z moją obecną wizją ;)

      Ps. Idąc jednak w szczegóły napotkamy fizykę kwantową, w której spotykamy się (ludzkość, naukowcy) z superpozycją cząstek elementarnych co sugerowałoby, że trójwymiar który widzimy i odczuwamy nie jest stanem ostatecznym wszechświata w którym żyjemy, a możliwość wykrywania zmarszczek czasoprzestrzennych sugeruje istnienie jakiegoś wyższego wymiaru w którym to zakrzywienie ma miejsce –
      tak jak kartka, którą zakrzywiamy w trzecim wymiarze może połączyć czy też zbliżyć do siebie dwa oddalone od siebie punkty, ale nie zmienia to nic z perspektywy dwuwymiarowej kropki na dwuwymiarowej kartce – jednak czy zakrzywienie czasoprzestrzeni ma miejsce w naszym wszechświecie czy już po za nim nie leży w mojej kompetencji.

    • Rincewind

      Mi raczej chodzi o wymiary przestrzenne a nie wieloświaty.

    • Nie mam pojęcia. Niby jest sobie czas, który możemy uznać za czwarty wymiar (czasoprzestrzeń). Nie możemy jednak się po nim poruszać, ani nawet podglądać tego co jest lub było. Jedyne co możemy to obserwować i interpretować co w przeszłości się działo. Obserwujemy np. ruchy tektoniczne, aktywność wulkanów, ukształtowanie terenu i na tej podstawie dedukujemy jaki był układ lądów w przeszłości. Wykopując kości dowiadujemy się czegoś o ewolucji i o tym jakie stworzenia żyły w przeszłości. Obserwując promieniowanie elektromagnetyczne (światło, mikrofale, gamma itd. itp.) w kosmosie dowiadujemy się z kolei jak wyglądał pewien obszar kilka, kilkanaście, … kilka milionów lat temu – w zależności od tego jak daleko od punktu obserwacyjnego był dany obiekt. Jest to obraz przeszłości, ale nie sama przeszłość bo po tej nie możemy się poruszać nawet w obserwacji – mam na myśli to, że nie mamy wyboru jak daleko w przeszłość zajrzymy bo jest to związane z odległością i prędkością z jaką światło porusza się w przestrzeni. Jeśli chciałbyś zaobserwować jednocześnie kilka punktów czasowych danego obiektu to musiałbyś go obserwować z kilku punktów przestrzeni jednocześnie. Także na chwilę obecną „wymiar przestrzenny” ma 3 wymiary – umownie długość, szerokość i wysokość. Dlaczego umownie? Bo to zależy od perspektywy obserwatora ;)

    • Juras

      Nie jest trójwymiarowy. Jest czterowymiarowy, czwarty wymiar to czas. Oczywiście piszę teraz o rzeczach pewnych, nie odnoszę się do teorii strun i innych teoretycznych tworów, które istnieją tylko na papierze, bo w tym kontekście wymiarów jest o wiele więcej.

    • Rincewind

      Trudno czas postrzegać jako „pełnoprawny” wymiar, skoro poruszamy się w nim tylko w jednym kierunku a dla nas istnieje tylko jeden punkt na tej „prostej” – TERAZ. I o ile na linii, płaszczyźnie czy w trójwymiarze możemy oznaczyć dowolną ilość punktów w różnych miejscach i istnieją one dla nas jednocześnie tak w czasie nie jest to możliwe. Możemy obserwować prostą narysowaną na kartce papieru w jej całej długości, ale nie jesteśmy w stanie tego zrobić z czasem.

    • laser raptor

      @disqus_FW1GydpkLJ:disqus
      @adamrybicki:disqus

      Według teorii strun, czasoprzestrzeń ma 11 wymiarów, a dodatkowe wymiary są tak małe, że nie odczuwamy ich istnienia.

    • Rincewind

      Tyle, że teoria strun to hipoteza a nie teoria naukowa.

    • laser raptor

      Ale i tak nie ma nic lepszego, co odpowiadałoby na twoje pytanie.

    • Teoria strun jest pełnoprawną teorią matematyczną, a ponieważ doświadczenia fizyczne póki co zgadzają się z jej założeniami, zasługuje ona również na miano teorii fizycznej.

      Więcej: https://www.reddit.com/r/askscience/comments/3ra1su/why_is_string_theory_a_theory_in_science_doesnt/

    • Rincewind

      Nie ma lepszego wyjaśnienia ale nie ma też dowodów. Kilka tysięcy lat temu tak samo wyglądała kwestia błyskawic miotanych przez bogów i płaskiej ziemi.

    • Radek

      Kilka tysięcy lat temu nie było metody naukowej. Taka ciekawostka – nawet starożytni Grecy, mimo, że wymyślili sporo fajnych rzeczy nie stosowali „metody naukowej” przez co w paru miejscach popełnili spektakularne pomyłki. Na przykład wymyślili sobie, że cięższa kula spada na ziemię szybciej niż lekka kula i nie przyszło im do głowy, żeby zweryfikować ten pomysł. Dopiero Galileusz w swoim słynnym doświadczeniu pokazał, że Grecy się mylili.
      Dziś to nie do pomyślenia, właśnie dlatego, że jest coś takiego jak metoda naukowa.

      https://pl.wikipedia.org/wiki/Metoda_naukowa

    • Rincewind

      Ale żadne metody naukowe nie potwierdzają teorii strun. Po prostu jej nie wykluczają a sama w sobie jest dla wielu odkryć wygodna.

    • Żadne nie potwierdzają bezpośrednio, ale wyniki kolejnych doświadczeń naukowych są zgodne z jej założeniami.

    • laser raptor

      To nie to samo.

      https://zapytajfizyka.fuw.edu.pl/pytania/czym-jest-i-czym-sie-obecnie-zajmuje-teoria-strun/

      W twoich przykładach teorie ludzi były oparte na domysłach. Teoria strun jest oparta na matematycznych założeniach, które w wielu miejscach pasują do reszty naszej wiedzy.

  • marcinsud

    Niech pokażą prawdziwe zdjęcia to wtedy uwierzę a najlepiej film, ale nie byle jaki tylko live, a na koniec i tak ja ocenię czy to prawda, bo tylko to jest prawdą co ja powiem, że jest i wcale nie muszę tego oglądać na własne oczy, bo youtube jest bardziej godny zaufania niż własny wzrok.

  • Piotr Potulski

    Czy zmarszczki oznaczają, że czasoprzestrzeń się starzeje?

    • Juras

      Nie napisał już czym są te zmarszczki. Nie wnikałem w temat, ale najprawdopodobniej chodzi o zakrzywienia czasoprzestrzeni.

    • stark2991

      Nie, to oznacza że ktoś ją klepał w tyłek ;)

  • Pomocny

    Chyba powinno być „jak na tę* masę” :)