النيوترون تصادم نجوم والذهب! LIGO فتح البحث عن الكنز الكوني.

فقط يكسب جائزة نوبل LIGO (ليزر التداخل الجاذبية موجة المرصد) قد تغير العالم من علم الفلك. عندما أعلنت منظمة التعاون العلماء LIGO العلمي أنهم أول اكتشاف موجات الجاذبية في عام 2016، الأمر الذي يعني أنها قد وجدت طريقة جديدة لمراقبة الكون. للمرة الأولى، والعلماء الى "الاستماع" تموجات الزمكان من جرم سماوي كبير (مثل الثقوب السوداء) تصطدم المنتجة.

ولكن كل هذا هو مجرد بداية. العلماء حلم دائما أن الكشف عن موجة الجاذبية مع الملاحظات من أكثر تقليدية معا تلسكوب فلكي.

من الاثنين حتى نشرت في مجلة الأكاديمية "استعراض للحروف البدنية" (PRL) من الأوراق من قبل الآلاف من العلماء في جميع أنحاء العالم جعل يصل فريق LIGO نشرت دراسة اكتشاف لا يصدق. هؤلاء العلماء للمرة الأولى ليس فقط للكشف عن موجات الجاذبية من اصطدام يتم إنتاج اثنين من النجوم النيوترونية، وأنهم كانوا قادرين من خلال التلسكوبات البصرية والراديوية للعثور على موقفهم في السماء، لتصبح شهود عيان لهذا الحدث الفلكي.

"هذا هو وقت واحد يمكنك أن تتخيل حول الحدث الفيزياء الفلكية القصة الأكثر اكتمالا". قال علماء الفيزياء يغو من جامعة سيراكيوز (جامعة سيراكيوز) بيتر تورسن (بيتر Saulson).

كل مصدر البيانات يروي جزء آخر من القصة.

سوف موجات الجاذبية الفيزياء الفلكية اقول كم وإلى أي مدى، والسماح يمكن للعلماء إنتاج حظات بنجاح قبل أن اصطدم. ثم، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من خلال مراقبة موجات الضوء الكهربائي واضحة قادرة على سد الثغرات من موجات الجاذبية لا يمكن الإجابة. وهذه الملاحظات تساعد علماء الفلك تأكيد ما إذا كان الجسم السماوي الذي يتكون من المسألة، واصطدامها ما هي العناصر.

ووفقا لهذا الحادث، وصل العلماء إلى الاستنتاجات التالية: انفجار دمج النجوم النيوترونية يمكن أن تنتج تصنيع المعادن الثقيلة بما في ذلك الذهب والبلاتين واليورانيوم، بما في ذلك (الباحثون سبق المقترحة مثل هذه النظرية، لكنه فشل في اتباعها عن طريق الملاحظة المباشرة مؤكدة). العلماء قادرين على الشاهد مباشرة الكون الكيمياء المدلى بها.

"أعتقد أن تأثير هذا الاكتشاف العلمي يكون في الواقع أكثر من أول اكتشاف موجات الجاذبية المنبعثة من الثقوب السوداء تصطدم". وقال نفس أعضاء منظمة التعاون LIGO العلمي من جامعة سيراكيوز، دنكان براون (دنكان براون)، "الذي ينطوي الفيزياء وعلم الفلك أكثر من ذلك بكثير ".

بدأ كل شيء مع العلماء في جميع أنحاء العالم بين النجوم بدأت البحث عن الكنز.

سباق ضد بيغ البحث عن الكنز

في 08:41 يوم 17 اغسطس، للكشف عن LIGO موجات الجاذبية تمر عبر الأرض، يمكن لهذه الموجات تسبب تشويه الزمان والمكان. وهي تتألف من اثنين المراصد LIGO على شكل L، والتي كانت مدفونة في الأرض، واشنطن ولويزيانا. عندما مقذوف موجة الجاذبية لفترة وجيزة الزمني أو رسم من حولنا، ويمكن LIGO التقاط اشارة منه. في العامين الماضيين، LIGO في عدة مناسبات للكشف عن موجات الجاذبية الناتجة عن تصادم الثقوب السوداء.

ومع ذلك، فإن الحدث الكشف مختلفة جدا.

من جهة، وإشارة الكشف عن أقوى بكثير من ذي قبل هذا الوقت، مشيرا إلى أن الحادث وقع أقرب إلى الأرض. وبالإضافة إلى ذلك، استمرت إشارة كامل 100 ثانية، في حين أن إشارة تصادم الثقوب السوداء سوى بضع ثوان.

عندما يكتشف LIGO موجات الجاذبية، فهو يرسل تلقائيا تذكرة لمئات من العلماء من مختلف أنحاء العالم، براون هو واحد منهم. وقال "كنا اتصلت بسرعة، ثم أدركت أنه كان جدا" بصوت عال "إشارة موجة الجاذبية، مما يجعلنا متحمس.".

سوف تكتشف قريبا العلماء: هذه المرة ليست الثقوب السوداء دمج. يظهر التحليل الأولية إلى أن موجات الجاذبية تتولد من جراء عملية التصادم بين اثنين من النجوم النيوترونية - النجم النيوتروني كثيفة هو جرم سماوي غريب، ويعتقد العلماء أنها هي بوتقة انصهار عناصر صناعة الثقيلة.

عندما يكتشف وجود ثقب أسود LIGO موجات الجاذبية التي تنتجها الاصطدام، لا شيء السماء مرئية. وكما يوحي اسمها، هو لا يمكن أن ينظر إلى ثقب أسود. لكن النجوم النيوترونية تصطدم ذلك؟ يجب أن إطلاق سراح بعض من التي يمكن رؤيتها "الألعاب النارية".

الغنيمة في

تم الكشف عن ذلك موجات الجاذبية في ذلك اليوم، والعلماء حصلت على الفور بعض القرائن تشير الأحداث الكبرى التي تجري من مصادر أخرى. مجرد ثانيتين بعد LIGO بالكشف عن موجات الجاذبية، NASA (ناسا) من تلسكوب الفضاء فيرمي أشعة غاما (FGST) والكشف عن انفجارات اشعة غاما، وهو الأقوى المعروفة في الكون انفجر الطاقة واحدة.

منذ فترة طويلة نظرية مفادها أن النجم النيوتروني دمج سيخلق انفجارات اشعة غاما. تحديد العلماء هذا لا يمكن أن يكون من قبيل المصادفة.

ومع ذلك، فإن نافذة المراقبة البصرية من النجوم النيوترونية دمج الحدث هو قصير جدا. لذلك، شعرت منظمة التعاون العلماء LIGO فجأة ضغط، مما دفعهم إلى التحرك بسرعة. "التلسكوب عاجلا تعبئة أطلقت لمراقبة الهدف، ويمكن الحصول على معلومات لأكثر من ذلك." ويقول براون. تلك الأشعة ودراسة التغيرات، سيتمكن العلماء لفهم الكثير من المعلومات حول كيفية تصطدم النجوم النيوترونية، وأنها سوف تكون المواد المحولة.

براون وفريقه في العمل المكثف لهم، وأنهم عقدوا مؤتمرا فيديو مع عشرات من العلماء في جميع أنحاء العالم. LIGO الفرق وفريق VIRGO (VIRGO الجاذبية مرصد موجة في إيطاليا) العمل الجاد نحو خريطة النجوم توضح موقع من مصادر الموجات التثاقلية. أنها ضاقت عليه إلى منطقة من السماء تقريبا أي ما يعادل ذراعك نحو السماء عندما يكون حجم قبضة اليد (وحتى مع ذلك، أن علم الفلك هو مساحة شاسعة، قد تحتوي على طول مكان رأس الدبوس بحتة الآلاف من المجرات). الإيطالي VIRGO الواقع، لم يتم الكشف عن إشارة، ولكن هذا هو ما ساعد على تصحيح الموقف من دور. VIRGO نعرف أين بقعة عمياء، لذلك يجب أن يكون نجم نيوتروني قريب فيه بقعة عمياء.

وفيما يلي البيانات الناتجة FGST ملزمة متكاملة، LIGO، VIRGO والرسم البياني للآخرين كشف أشعة غاما المنتجة، ويأتي كل منطقة للكشف عن مواقع محتملة لمصدر الإشارة، وهذا هو المكان الذي تداخل الكون الكنز "مكان الغنيمة".

مع إصدار المخطط على البريد الإلكتروني تذكير إلى شبكة عالمية من علماء الفلك في متناول اليد، فريق LIGO، والحصول عليها لمراقبة النجوم في تلك المنطقة بعد حلول الظلام.

لقد وجدت! العديد من مرصد الأرضية في تلك الليلة لتحديد موقع "ألف أضعاف نوفا" (kilonova)، وهذا هو، بعد الانفجار اثنين من النجوم النيوترونية دمج. أدناه اليسار، يمكنك أن ترى أنه في ليلة من علماء الفلك وجدت نجمة لاحظت آلاف المرات، فمن حق يجب أن تبدو بعد بضعة أيام، ونورها وأدت الكثير.

ما يلي هو ألف مرة قبل نجم الانفجار (أدناه)، وبعد مقارنة انفجار (أعلى) من FIG.

قد تكون هذه الصور بعض الضبابية، ولكن يحتوي على الكثير من المعلومات.

بإحداثيات دقيقة، يمكن للعلماء أن تلسكوب هابل الفضائي ومرصد شاندرا للأشعة السينية، نجم محاذاة ألف مرة. الاعتماد على هذه الصكوك، استطاع أن يشهد جزء صغير من العملية الإبداعية العلماء.

كيفية إنشاء اصطدام النيوترون نجوم من ذهب

النجوم النيوترونية هي أجسام غريبة جدا. وهي انهيار النجوم (أي بعد انفجار سوبر نوفا) الآثار، وكثافة عالية للغاية. تخيل وجود نوعية السماوية ونفس الشمس، ولكن قطرها 20 كيلومترا فقط، وهو ما يعادل 33.3 مرات مقذوف كتلة الأرض إلى المادة العادية الكثير من الجزيرة المجال. الضغط الداخلي هو من الضخامة بحيث أنه لا يوجد سوى النيوترونات.

في مجرة 130 مليون سنة ضوئية، واثنين من النجوم النيوترونية تدور حول بعضها البعض على المدى، والمسافة بينهما تقترب. كثافة كل النجوم النيوترونية هي مرتفعة جدا أن الجاذبية تنتج كبيرة بحيث ظهور أخرى ظاهرة انتفاخ المد والجزر. كلا يأتي في نهاية المطاف معا، والطاقة من آثار تصنيع موجة التشويه الزمني، وطرد عدد كبير من الجسيمات في الفضاء (التي تم الكشف عنها وموجات الجاذبية مع GRB). موجات الجاذبية وأشعة غاما تنتشر في سرعة الضوء، والتي هي دليل آخر على نظرية النسبية العامة لآينشتاين. ممكن كتلة النيوترون ويكفي كبيرة، دمج الجديدة كافية لتشكيل الثقب الأسود. ولكن هناك أدلة كافية لاستنتاج.

ومع ذلك، هناك أدلة على أن: بعد الانفجار، والعدد المتبقي من النيوترونات معا لتشكيل العناصر المختلفة.

كل واحد منا، وجميع العناصر على وجه الأرض، لها أصولها في النجوم. خلق الانفجار الكبير العناصر الخفيفة جدا مثل الهيدروجين والهيليوم. هذه العناصر تتجمع لتشكل النجوم، وردود الفعل الانصهار من النجوم وتشكيل عناصر أكثر وأكثر جودة.

عندما تصبح نجمة سوبر نوفا (الانهيار والانفجار)، ظهرت عناصر أثقل. لكن براون قائلا: "الذهب والبلاتين من حيث كانت لغزا؟ طويلا" حتى السوبرنوفا لا يكفي لإنتاج هذه العناصر.

هناك نظرية أن نجم ألف مرة (بعد اندماج اثنين من النجوم النيوترونية تنفجر) يمكن. لأن علماء الفلك يمكن تحديد موقع بسرعة الأحداث اندماج نجم نيوتروني، ولذلك ثبت. عن طريق الكشف عن طيف الشفق الانفجار، أكد ولادة من الذهب والبلاتين. انها مثل الكيمياء شهد.

وقال "الذهب على الأرض هو في ضعف اندماج نجم نيوتروني لتكرير من اللهب النووي." براون "أنا أرتدي خاتم الزواج مصنوع من البلاتين. أنا حقا مثل، الذي هو نتاج النجوم النيوترونية وتصادم. "

ويعتقد العلماء أن هذا يفتح عهدا جديدا في علم الفلك

FIG هو حق تأثير المواد النيوترون، فإنه لا يتبقى حول حقبة زمنية تصادم

هذا الاكتشاف مثير لأنه يعني أننا بشرت حقا في عصر جديد في علم الفلك. وهذا يعني ليس فقط يمكن للعلماء دراسة الضوء والإشعاع المنبعث من الأجرام السماوية، كما يمكن وضع هذه الدراسات والبيانات موجة الجاذبية معا.

وهذا يعني العلماء بيانات شاملة عن مثل هذه التصادمات، بما في ذلك البيانات تشغيل اثنين من النجوم النيوترونية حول بعضها البعض، والبيانات بعد ضرب البيانات في الأثر. كل هذه مصادر البيانات مجتمعة، هو "متعددة رسول" علم الفلك. هذا هو العلماء LIGO منذ إنشاء مرصد وكان يحمل الحلم.

وقال عالم الفيزياء الفلكية LIGO فيكي كارلو جيرالد (فيكي Kalogera): "تخيل، وبقينا في غرفة بلا نوافذ، والاستماع فقط الرعد، لا نرى البرق ثم تخيل أننا نعيش في. غرفة مع نافذة، وليس فقط أن تسمع الرعد، لا يزال بإمكانك رؤية البرق. قدم لنا رأى البرق فرصة جديدة لمعرفة المزيد عن العواصف الرعدية والحقيقة وراء البحث ".

موجات الجاذبية هي الرعد والتلسكوبات الانفجار هو البرق.

وقبل أسابيع قليلة، وعضوا مؤسسا ثلاثة من LIGO بسبب الجهود الرائدة على جائزة نوبل في الفيزياء. تظهر النتائج الأخيرة أن هذه الجائزة العلمية هو عن جدارة.

ملاحظة مثيرة للاهتمام هو أن موجات الجاذبية، فمن تكون سلبية. LIGO وVIRGO "الاستماع" ليحدث لأي موجات الجاذبية في الأرض. وقد فتحت كل مسبار البحث عن الكنز، ويجب أن العلماء معرفة ما يسبب تموجات في الزمكان.

ويأمل العلماء أن نلاحظ دمج الثقوب السوداء أكثر، والمزيد من النجوم النيوترونية دمج. ولكن يمكن ملاحظة أكثر غرابة، ظاهرة أكثر باردة. اذا ما واصل LIGO وVIRGO ترقيات، فإنها قد تجد أن موجات الجاذبية التي تنتجها الانفجار الكبير للكون لا تزال تدوي. أو حتى أكثر إثارة هو أنها قد تجد لم يكن لاحظ غير متوقع أو مصادر موجات الجاذبية.

"هبوط أول إنسان على سطح القمر، وأنا لم يولد بعد. يجعلني قليلا بخيبة أمل". وقال جامعة ولاية لويزيانا الفيزيائي الأعضاء في منظمة التعاون LIGO العلمي توماس كوربيت (توماس Corbitt) "، وجدت أدلة على موجات الجاذبية يمكن للناس أن يعملوا معا لتحقيق نتائج عظيمة. لرؤية الأشياء من هذا القبيل، فإنه يلهم ويساهم في فهمنا للكون ".

الترجمة: ولا الأسماك في موجات

المصدر: فوكس

تم انشاؤه: في المسرح على غرار منصة خط المحاضرة، وجدت أن معظم الأفكار الإبداعية

خلق وأوصت خاصة، انقر على الرابط أدناه لمعرفة المزيد من الموجات الجاذبية

حصريا تفسير عمق موجات الجاذبية للحصول على جائزة نوبل، والبشرية تستهل في نقطة بداية تاريخية جديدة؟