Получены доказательства существования гравитационных волн
12:37 18/03/2014 Наука и техника
«Закручивание» поляризации реликтового излучения
Астрофизики обнаружили характерную картину поляризации реликтового микроволнового излучения, которая является наиболее прямым доказательством существования гравитационных волн и справедливости инфляционной модели Вселенной. По словам многих ученых, в случае подтверждения открытие может быть удостоено Нобелевской премии. Публикации по результатам открытия выложены на сайте антарктической обсерватории BICEP2, кратко о них пишет Nature.
Ученым удалось обнаружить так называемую B-моду поляризации реликтового излучения. Под «B-модой» подразумевают характерную картину закручивания поляризации в микроволновом «снимке» Вселенной. Согласно современной космологии, это закручивание возникает из-за распространения в пространстве гравитационных волн, которые возникли из-за экспоненциального расширения Вселенной в первые 10-37 секунды своего существования.
Само реликтовое излучение возникло существенно позже, когда Вселенной было около 380 тысяч лет и она, наконец, стала прозрачна для электромагнитных волн. По расчетам физиков, существование гравитационных волн должно было повлиять на поляризацию этого «позднего» излучения, образовав характерные завихрения с масштабом в единицы угловых градусов. Именно такая картина и была обнаружена астрофизиками с помощью антарктического микроволнового телескопа BICEP2, и, затем,независимыми поляриметрами Кека (Keck Array).
Важность открытия заключается в том, что оно, во-первых, является наиболее прямым доказательством существования гравитационных волн, предсказанных еще Альбертом Эйнштейном. Во-вторых, оно позволяет заглянуть в первые мгновения существования Вселенной, так как на основе интенсивности B-моды можно рассчитать энергию вещества в те ранние времена. В-третьих, открытие говорит о квантовой природе гравитации, так как данные гравитационные волны имеют, фактически, квантово-механические причины. По словам опрошенных Nature экспертов, работу ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики можно поставить в один ряд с самим обнаружением реликтового излучения, ускоряющегося расширения Вселенной и другими ключевыми для космологии открытиями.
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
Комментарии(145):
| 0 +0−0 | Andy Stone | 01:29:58 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
в этом смысле лучше говорить "силовое поле" - так будет ближе по смыслу и понятнее тоже :-) ну-да, можно сказать, что всю Вселенную пронизывают два основных силовых поля: ЭМ и гравитационное (если забыть про электро-слабое и сильное взаимодействия на уровне атомных ядер) ЭМ генерируют (свободные ускоренные или возбужденные в атомах) заряды или целые системы колеблющихся зарядов (в металлах, кристаллах, молекулах, да и везде!) Гравитацию создают массы,.. а массы - те которые инертные - появляются "из-за наличия" поля Хиггса (в нем фермионные частицы "вязнут"), а поле Хиггса... Хиггс придумал - просто для удобства, чтобы проблем с калибровочными преобразованиями не было ;-))) (это я тут в Вике подглядел) а откуда берутся массы гравитационные - ХЗ... в этом и есть главный вопрос современной физики! | ||||||||
| 0 +0−0 | Серега Печорин | 01:17:54 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Экзопланеты тоже вписываются в эту формулу, и на меньших масштабах спутники у крупных планет тоже вписываются - не похоже на совпадение. Да и в атомах орбитали тоже не точный радиус имеют, а вероятностный. | ||||||||
| 0 +0−0 | Серега Печорин | 01:02:20 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Спасибо вам, про ЭМ волны стало понятно как и почему они распространяются. Получается вся вселенная заполнена одним большим более менее равномерным векторным ЭМ полем? А какова его природа - оно генерируется массой/энергией вселенной, или поле и есть вселенная, а масса/энергия подвешена в нем как рыбки в аквариуме? :) | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 00:56:28 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
да, в самом деле, интересное наблюдение (не знал об этом!) однако в той же статье даётся сравнение "расчетых" и реальных орбит, и хотя по астрономическим меркам совпадение впечатляющее, Нептун умудрился совсем выпасть из тенденции, да и теор. обоснования нет (кроме гипотез) думаю, основная закономерность может служить признаком наличия каких-то гравит. возмущений (сил приливов/отливов у каждой планеты) в процессе образования Солнечной системы, но не более - планетарные явления всё-таки должны вписываться в классические законы и ТО Эйнштейна. | ||||||||
| 0 +0−0 | anarchyiluha | 00:55:17 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Эммм... Думается мне, что в таком случае все копии будут мной и будут ощущать себя личностью, т.е. мной. | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 00:40:27 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
[-поле-] ЭМ волна от одного диполя не сферическая получается, а направленная и поляризованная | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 00:28:00 19/03/2014 | ||||||
| ||||||||
квантуется оно только при определенных граничных условиях, когда на краях должно убывать до нуля, причем один из "краев" (или оба) может быть бесконечностью, с плюсом или минусом :-) вот если ЭМ (или любая другая) волна существенно ограниченна в пространстве, то и возникают условия для квантования (о чем тут и речь шла), т.к. число полу-волн, укладывающихся между "краями", может быть только целым. вообще, отдельно взятый фотон, летящий неизвестно откуда и куда - вот это как раз чистая абстракция; в реальности, всегда есть источник (колеблющиеся заряды в проводнике или возбужденные электроны в атоме/молекуле; редко чтобы всего один!); соот-но и генерируемые поля будут разными по форме и направлениям. при этом волну создает не один заряд, а как минимум два - т.е. это всегда "диполь" (просто воторой, как правило, можно считать неподвижным), и поле от одного диполя не сферическое получается, а направленное и поляризованное! см. Вики или учебники, плиз :-) рекоммендую курс физики Фейнмана | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 23:55:03 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
вектор далеко не абстрактное понятие! - в геометрии он задаёт направление (единичный вектор, модуль=1), а в физике вектор чаще всего определяет скорость, ускорение или силу воздействия, т.е. как направление, так и величину. векторное поле - это просто набор векторов, распределенный по поверхности или даже по объему, т.е. каждой точке сопоставляется сила - её величина и направление; в случае ЭМ поля - даже по две силы: элеткрическая (действует на любой заряд) и магнитная (действует на движущийся заряд или поток) думаю, в Вике должно быть всё подробно, с формулами и картинками (см. уравнения Максвелла) :-) | ||||||||
| 0 +0−0 | Алекс Юстас | 22:56:37 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Если это красивые атомы, то да!(:smile:) | ||||||||
| 0 +0−0 | Серега Печорин | 21:40:09 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Вектор очень абстрактное понятие, непонятно как это поле квантовать, если оно еще и расширяется постоянно, является ли оно формой материи, можно ли создать "пустую" область внутри поля, где ЭМ волны не будут распространяться? Я ни разу не физик, просто диванный теоретик - охота кашу в голове с ЭМ полями немного упорядочить =) | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 20:57:41 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
так мы знаем что это за среда - ЭМ векторное поле с двумя степенями поляризации, распространяющееся посредством колебаний поперечных направлению распросранения - изучено вдоль и поперек! ;-) к сожалению, обычному человеку, чтобы "понять", надо иметь непосредственный опыт наблюдения, т.е. взаимодейтвия с объектом посредством данных нам ощущений, из которых наши глаза - самое лучшее, что мы имеем для восприятия света (ЭМ поля)... однако, это ничего нам не даёт, в "понятийном" смысле. нужно иметь возможность видеть "это" со стороны - как стороний наблюдатель, не участвующий во взаимодействии, но при этом видящий процесс как бы "сбоку". вот тут у нас всегда будет проблема, т.к. ЭМ излучение распространяется ну-очень быстро... | ||||||||
| 0 +0−0 | Серега Печорин | 20:08:09 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Что такое "фотон в полете" мы похоже не узнаем пока не поймем что является средой, в которой распространяются электромагнитные волны, и не изучим ее. Одиночный фотон, на сколько я понял, это только минимальная энергия, которую можно передать внутри некоторой среды. Это как со звуком - в воде квант звуковой волны - это молекула воды, в воздухе - атомы газа, составляющие его. А с гравитационными волнами еще сложнее - там колеблется система пространство/время %) | ||||||||
| 0 +0−0 | Сергей Юрков | 20:04:54 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Косвенное наблюдение волны похоже на глюки, а все глюки - епархия психологов... | ||||||||
| 0 +0−0 | Сергей Юрков | 18:45:37 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
В 15-ом веке должны уже сделать и продать на планете Плюк, а они уже нам согласно цветовой дифференциации штанов... | ||||||||
| 0 +0−0 | Arizona Ranger | 17:01:43 18/03/2014 |
А ведь действительно эпохальное открытие! | ||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 16:53:51 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
и гравитация ведь тоже ведет себя подобно "бозонному волновому полю", т.е. силы притяжения аддитивны | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 16:44:17 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
честно говоря, не понял, что имеется в виду под взаимодействием гравит. волн? фотоны, кстати, складываются и дают интерференцию - почему ими так удобно манипулировать и делать всякие штучки, вроде "плащей-невидимок" :-) | ||||||||
| 0 +0−0 | Andy Stone | 16:33:06 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
насчет волн и их кусочков: в самом деле, надо все же различать "волны-бозоны" и "волны-фермионы". я как-то автоматически про бозоны говорил, т.к. с ними проще - они просто складываются и образуют некое "море волн", т.е. интерференционную волну, поэтому и можно говорить о "кусочках" при испускании либо поглощении. с фермионами (типа электронов) все сложнее, они действительно "выгдядят" (т.е. регистрируются) как отдельные волны-частицы, не складываются между собой, а скорее наоборот - избегают друг друга. в известном смысле они более "материальны" как индивидуальные физические объекты (а не поля, как свет). однако, насколько я понимаю, квантование возникает именно при переходах в связанных системах, и только посредством таких систем оно и проявляется и регистрируется. вот и выходит, что гравитация не вписывается (пока?) возможно, очень малые длины грави-волн не позволяют нам это "заметить" (кстати, с планетами я конечно маху дал - макро-объекты совершенно не подходят для примера; просто я не знаю никакой атомо-подобной системы держащейся исключительно на гравитации, в чем собб-сно и загвоздка) | ||||||||
| 0 +0−0 | Жизненный Высокопочтенный | 16:15:44 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
пожалуй вопрос даже шире стоит, вся проблема существования гравитонов в том, что гравитационные волны взаимодействуют между собой. Фотоны не взаимодействуют, потому как заряда не несут, и прекрасно укладываются в КЭД, а гравиволны взаимодействуют, соотвно и гравитоны должны, что в хлам разрывает обычную квантовую теорию. Разве нет? | ||||||||
| 0 +0−0 | Vladimir Anin | 15:57:11 18/03/2014 | ||||||
| ||||||||
Все-таки мне кажется, что не совсем корректно говорить о частице как о кусочке волны. Частица и есть вся волна, а не кусочек, и наоборот: есть же соотношения де Бройля, по ним мы можем сосчитать, какой должен быть импульс и энергия у частицы, соответствующей волне данной длины (и в этом смысле планета, вращающаяся по орбите, тоже волна, только ужасно короткая). Насколько я понимаю, проблема обнаружения гравитона состоит в обнаружении физической системы, которая излучает (или поглощает) гравитационные волны данной конкретной длины. Тут я с Вами согласен, что пока физических систем, которые при переходе из одного конкретного состояния в другое излучают гравитационные волны строго определенной частоты, не обнаружено - говорить о волновой природе гравитации рановато. Впрочем, я математик, а не физик, может, с точки зрения физика я и глупости говорю. | ||||||||