„World Press Photo“ paroda. Apsilankykite
Bilietai

Trumpa gravitacijos istorija iki gravitacinių bangų atradimo: svarbiausi faktai

Mūsų supratimas apie gravitaciją kito nuo Isaaco Newtono lygčių iki Alberto Einsteino bendrojo reliatyvumo. Atradus gravitacines bangas, metas žvilgtelėti, kaip šis gravitacijos supratimas bėgant amžiams, vystėsi.
Mokslininkai pirmąkart užfiksavo Einsteino nuspėtas gravitacijos bangas
Mokslininkai pirmąkart užfiksavo Einsteino nuspėtas gravitacijos bangas / „Reuters“/„Scanpix“ nuotr.

1687: Newtono gravitacija

Isaacas Newtonas išspausdina knygą „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“, kurioje nuodugniai apžvelgia gravitaciją. Taip astronomai gauna rinkinį tikslių įrankių, kuriais gali numatyti planetų judėjimą. Bet ir čia kilo problemų, pavyzdžiui, skaičiuojant tikslią Merkurijaus planetos orbitą.

Visų planetų orbitose vyksta precesija – artimiausias jų orbitos taškas sulig kiekvienu apsisukimu šiek tiek pajuda – dėl gravitacinės kitų planetų įtakos.

Tačiau Merkurijaus orbitos precesija neatitiko Niutono teorija numatytosios. Neatitikimas buvo mažas, tačiau pakankamai didelis, kad astronomai jį pastebėtų!

1859: Vulkano planeta

Siekdamas paaiškinti keistą Merkurijaus elgesį, Urbain Le Verrier iškėlė mintį apie nematomą Vulkano planetą, besisukančia arčiau Saulės.

Siekdamas paaiškinti keistą Merkurijaus elgesį, Urbain Le Verrier iškėlė mintį apie nematomą Vulkano planetą, besisukančia arčiau Saulės. Jis spėjo, kad Vulkano gravitacija veikė Merkurijaus orbitą. Tačiau pakartotiniais stebėjimais jokių Vulkano ženklų neaptikta.

1905: Specialusis reliatyvumas

Albertas Einsteinas supurto fiziką savo specialiąja reliatyvumo teorija. Tada jis ėmėsi į savo lygtis jungti ir gravitaciją, kas paskatino kitą jo atradimą.

1907: Einšteinas numato gravitacinį raudonąjį poslinkį

Mintis apie tai, ką dabar vadiname gravitaciniu raudonuoju poslinkiu, kilo Einsteinui, mąstančiam apie bendrosios reliatyvumo teorijos sukūrimą.

A.Einsteinas spėjo, kad iš stipriame gravitaciniame lauke esančio atomo sklindančios šviesos bangos ilgis bus ilgesnis. Didėjant fotono bangos ilgiui, jo šviesa pasislenka į raudonąją elektromagnetinio spektro pusę.

1915: Bendrasis reliatyvumas

Albertas Einsteinas publikavo bendrąją reliatyvumo teoriją. Pirmoji didelė jos sėkmė buvo tikslus Merkurijaus orbitos numatymas, atsižvelgiant į jo iki tol nepaaiškintą precesiją.

Ši teorija taip pat numatė juodąsias bedugnes ir gravitacines bangas, nors pats Einsteinas iki galo jų nesuprato.

1917: A.Einsteinas iškelia stimuliuojamos emisijos idėją

1917 metais A.Einsteinas publikuoja straipsnį apie kvantinę spinduliavimo teoriją, rodančią, kad įmanoma stimuliuotoji emisija.

A.Einsteinas iškėlė mintį, kad sužadintas atomas gali grįžti į žemesnės energijos lygmenį, spinduliuodamas fotonus, vykstant spontaninei emisijai.

Stimuliuotosios emisijos atveju, atskriejantis fotonas sąveikauja su sužadintu atomu, priversdamas jį pereiti į žemesnės energijos būseną, ir išspinduliuoti fotonus, kurių fazė, dažnis ir sklidimo kryptis sutampa su juos sužadinusio fotono. Remiantis šiuo procesu, buvo sukurti lazeriai (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

AFP/„Scanpix“ nuotr./Prieš 135 metus gimė Albertas Einsteinas
AFP/„Scanpix“ nuotr./Albertas Einsteinas

1918: Erdvėlaikio vilkimas

Josef Lense ir Hans Thirring iškėlė mintį, kad sukdamiesi masyvūs objektai drauge „temptų” erdvėlaikį.

1919: Pirmasis gravitacinio lęšiavimo stebėjimas

Gravitacinis lęšiavimas yra šviesos išlinkimas šalia masyvių objektų, pavyzdžiui, juodųjų bedugnių, leidžiantis stebėti už jos esančius objektus. 1919 metų gegužę vykusio visiško Saulės užtemimo metu, buvo stebimas šalia Saulės esančių žvaigždžių vaizdo pasislinkimas. Tai rodė, kad Saulės masė išlenkė šviesą.

1925: Pirmasis gravitacinio raudonojo poslinkio išmatavimas

Walteris Sydney Adamsas ištyrė masyvios žvaigždės skleidžiamą šviesą ir aptiko A.Einsteino numatytą raudonąjį poslinkį.

1937: Galaktikų gravitacinio lęšiavimo numatymas

Šveicarų astronomas Fritzas Zwicky'is iškėlė idėją, kad gravitacinio lęšio vaidmenį galėtų vaidinti ir visa galaktika.

1959: Patvirtintas gravitacinis raudonasis poslinkis

Galutinai teoriją patikrino Robertas Poundas ir Glenas Rebka, išmatuodami santykinį dviejų šaltinių Harvardo universiteto Jeffersono laboratorijos bokšto viršuje ir apačioje raudonąjį poslinkį. Šiuo eksperimentu tiksliai išmatuotas menkutis energijos skirtumas fotonams keliaujant tarp viršaus ir apačios.

1960: Naudojant stimuliuotąją emisiją, išrandamas lazeris

Theodore'as H. Maimanas iš Hugheso tyrimų laboratorijos Kalifornijoje, sukuria pirmąjį lazerį.

Tuomet randama duomenų, rodančių, kad masyvios JB yra visų didelių galaktikų centruose, o taip pat, kad tarp žvaigždžių laigo mažesnės JB.

Septintasis dešimtmetis: pirmieji juodųjų bedugnių įrodymai

Septintajame XX a. dešimtmetyje prasideda bendrojo reliatyvumo renesansas ir atrandamos galaktikos, besisemiančios energijos iš nežmoniškos juodųjų bedugnių traukos jų centruose.

Tuomet randama duomenų, rodančių, kad masyvios JB yra visų didelių galaktikų centruose, o taip pat, kad tarp žvaigždžių laigo mažesnės JB.

1966: Pirmasis gravitacinio laiko sulėtėjimo stebėjimas

Amerikietis astrofizikas Irwinas Shapiro pasiūlė idėją, kad jei bendrasis reliatyvumas išties teisingas, tada po Saulės sistemą sklindančias radijo bangas mūsų žvaigždės gravitacija turėtų sulėtinti.

Šis efektas buvo stebėtas 1966 – 1987 metais, stebint nuo Veneros paviršiaus atsispindinčius radarų spindulius ir matuojant laiką, per kurį signalai grįždavo Žemėn. Išmatuota delsa atitiko A.Einsteino teorijos numatytą.

Dabar delsa naudojama kosmologijoje, ieškant laiko skirtumų tarp gravitaciškai lęšiuojamų blyksnių ir taip matuojant Visatos plėtimąsi.

1969: Klaidingas gravitacinių bangų aptikimas

Amerikietis fizikas Josephas Weberas (šiek tiek maištininkas) teigė eksperimentiškai aptikęs gravitacines bangas. Tačiau jo eksperimentų rezultatų niekam nepavyko atkartoti.

1974: Netiesioginis gravitacinių bangų liudijimas

Josephas Tayloras ir Russellas Hulse'as atrado naują pulsarų tipą: dvinarius pulsarus. Šių pulsarų orbitų kitimo matavimai parodė, kad pulsarai netenka energijos, kuri atitinka numatytą BRT. Už šį atradimą jie 1993 metais apdovanoti Nobelio fizikos premija.

1979: Stebėtas pirmasis galaktinis gravitacinis lęšiavimas

Pirmasis tarpgalaktinis gravitacinis lęšis buvo atrastas, kai stebėtojai Dennisas Walshas, Bobas Carswellas ir Ray'us Weymannas išvydo du identiškus kvazižvaigždinius objektus, „kvazarus“. Paaiškėjo, kad tai vienas kvazaras, esantis dviejuose atskiruose atvaizduose.

Nuo devintojo dešimtmečio gravitacinis lęšiavimas tapo galingu masės pasiskirstymo visatoje matavimo zondu.

1979: LIGO gauna finansavimą

JAV Nacionalinis mokslo fondas ima finansuoti Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO) statybą.

1987: Kitas klaidingas pranešimas apie gravitacines bangas

Klaidingas pranešimas apie tiesioginį GB aptikimą iš Josepho Weberio (vėl), kuriame teigiama apie signalą iš supernovos SN 1987A, aptiktą torsioninių virbų eksperimentu, susidedančiu iš didelių aliuminio virbų, kurie turėjo vibruoti, per juos einant gravitacinei bangai.

1994: Prasidėjo LIGO statyba

Ilgai užtrukusi, pagaliau prasidėjo LIGO statyba Hanforde, Vašingtono valstijoje ir Livingstone, Luizianoje.

2002: LIGO pradeda ieškoti

2002 metų rugpjūtį, LIGO ima ieškoti gravitacinių bangų.

2004: Lense–Thirringo efekto zondas

NASA paleido „Gravity Probe B“, turintį išmatuoti erdvėlaikio kreivumą šalia Žemės. Zonde buvo sumontuoti giroskopai, šiek tiek pasisukantys dėl erdvėlaikio. Šis efektas stipresnis šalia besisukančių objektų, „tempiančių” erdvėlaikį apie save.

„Gravity Probe B“ giroskopų pasisukimo dydis sutapo su numatytu A.Einsteino BRT.

2005: LIGO medžioklė baigėsi

Po penkių paieškų, pirmoji LIGO fazė baigėsi, taip ir neaptikus gravitacinių bangų. Tada jutikliai buvo suderinti didesniam jautrumui, vadinamajam Pagerintam LIGO.

2009: Pagerintas LIGO

Atnaujinta LIGO versija pradėjo naują gravitacinių bangų medžioklę.

2010: Pagerinto LIGO medžioklė baigėsi

Pagerintas LIGO neaptiko gravitacinių bangų. Prasidėjo esminis atnaujinimas, vadinamasis Pažangusis LIGO.

2014: Pažangiojo LIGO atnaujinimas baigtas

Baigtas naujojo Pažangaus LIGO montavimas ir išbandymas – jis beveik pasirengęs pradėti naują paiešką.

2015: #3 klaidingas gravitacinių bangų aptikimas

Netiesioginį gravitacinių bangų pėdsaką ankstyvojoje visatoje paskelbė aptikęs BICEP2 eksperimentas, tyrinėjantis kosminį mikrobangų foną. Bet panašu, klaidingą signalą sukūrė dulkės mūsų galaktikoje.

2015: LIGO vėl atnaujintas

Pažangusis LIGO pradeda naują gravitacinių bangų medžioklę keturis kartus už pradinį LIGO didesniu jautrumu. Rugsėjį jis aptiko signalą, kuris atrodo panašus į kilusį iš dviejų juodųjų bedugnių susiliejimo.

2016: Gravitacinių bangų aptikimas patvirtintas

Kruopščiausiai patikrinusi duomenis Pažangiojo LIGO komanda paskelbėaptikusi gravitacines bangas.

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą
Reklama
Kelionių ekspertė atskleidė, kodėl šeimoms verta rinktis slidinėjimą kalnuose: priežasčių labai daug
Reklama
Įspūdžiais dalinasi „Teleloto“ Aukso puodo laimėtojai: atsiriekti milijono dalį dar spėsite ir jūs
Reklama
Influencerė Paula Budrikaitė priėmė iššūkį „Atrakinome influencerio telefoną“ – ką pamatė gerbėjai?
Reklama
Antrasis kompiuterių gyvenimas: nebenaudojamą kompiuterį paverskite gera investicija naujam „MacBook“