امواج گرانشی

گرانش یکی از چهار نیروی بنیادین در جهان ما است، دانشمندان و فیزیکدانان زیادی از قرن های گذشته به دنبال عامل و منشا این نیروی شگفت انگیز بوده اند.
در این پست ویژه قصد دارم شما را با منشا نیروی گرانش که چند روز پیش کشف و سرنجام در ۱۱ فوریه ۲۰۱۶ (۲۲بهمن ۱۳۹۴) رسما تایید شد.در این پست با من همراه باشید :

یکی از معروفترین شخصیت هایی که تحقیقات زیادی در این زمینه کرد، آیزاک (اسحاق) نیوتن بود که کشف کرد که جرم و گرانش نسبت مستقیم با هم دارند، به عبارتی هر جسمی به نسبت جرمی که دارد به فضای اطراف خود نیرو وارد میکند، این یکی از همان قوانین سه گانه مشهور نیوتن است.
اما به راستی عامل این نیروی شگفت انگیز چیست؟ یا به صورت واضح تر چرا اجسام به نسبت جرم خود به محیط فضا-زمان اطرافشان نیرو وارد میکنند و این گرانش از کجا می آید؟
چند قرن بعد از نیوتن آلبرت انیشتین با ارائه نظریه گرانش خود در نسبیت عام، این موضوع را تا حدودی حل کرد، او معتقد بود که فضا- زمان مانند یک بافت و صفحه در همه جهات گسترده شده است، هر جسمی که برروی بافت(سه بعدی) فضا زمان قرار دارد، به نسبت جرم خود صفحه فضا-زمان را خمیده میکند، در نهایت اجرامی که در نزدیکی این خمیدگی قرار دارند، به سمت آن سقوط می کنند و جسم در حال سقوط نیز برای حفظ تعادل خود شروع به چرخش میکند. ( خمیدگی صفحه فضا-زمان درست مانند هندوانه ای است که آن را بر روی سفره ای که از چهار طرف با دست گرفته ایم رها کنیم؛ در این صورت سفره مانند صفحه فضا-زمان خمیده میشود )

حال یک سوال به ذهن میرسد: چرا فضا- زمان خمیده شده در اطراف یک جسم سنگین اجرام را به سمت خود جذب میکنند؟ عامل این جاذبه( در صفحه خمیده فضا-زمان ) چیست؟

 

بشر و فیزیکدانان زیادی به دنبال پاسخ به این سوال بوده اند ( و هستند ). نظریات زیادی نیز دراین مورد ارائه شده است یکی از معروف ترین آن ها نظریه امواج گرانشی آلبرت انیشتین در نسبیت عام بود که دقیقا صدسال پیش ( ۱۹۱۶) ارائه گردید. انیشتین معتقد بود هر جسمی که دیسک سه بعدی فضا-زمان را بخاطر جرم خود خمیده میکند، ارتعاشاتی را روی فضا-زمان ایجاد میکند و در نتیجه فضا-زمان مانند آب یک حوض که با برخورد سنگی موجی شکل میشود، موج دار می شود یا به عبارتی دیسک فضا-زمان شروع به نوسان میکند. این تئوری از لحاظ ریاضی اثبات شد ولی هرگز به صورت تجربی مشاهده نشد؛ درنتیجه به صورت یک نظریه باقی ماند. تفاوت امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیس این است که موج گرانشی از جنس ذره(مانند فوتون) نیست، بلکه نوسان خود تار و پود کیهان است و در نتیجه نمیتوان با گیرنده های الکترومغناطیس آن ها را آشکار کرد.

در سال ۲۰۱۶ یک گروه تحقیقاتی در ایالات متحده آمریکا به نام لایگو (Ligo) این امواج را بالاخره پس از یک قرن کشف و چند روز بعد تایید کردند. آن ها دوتیم شدند که یکی از آن ها در لوئیزیانا رفت و دیگری در واشنگتن.

دستگاه های مورد استفاده آن ها آشکارساز های بسیار دقیق بود که در اعماق زمین کارگذاشته شده بود و از آن جا که خود ما نیز جزعی از فضا- زمان هستیم و در واقع این امواج قادرند از ما عبور کنند، ما نیز در اثر موجدارشدن فضا-زمان نوسان میکنیم و در نتیجه انبساط و انقباظ پیدا میکنیم (این مقدار انبساط بسیار اندک است، یعنی در حدود کسری از شعاع اتم)؛ با توجه به همین نکته تیم لایگو توانستند با انحرافات اندک پرتو های نور (بر اثر ارتعاشات فضا-زمان) در لوله های آشکارساز، امواج گرانشی را آشکار کنند.

فیزیکدانان معتقدند این امواج بسیار ضعیف هستند و آشکارسازی آن ها بسیار مشکل است؛ یکی از مواقعی که میتوان آثار این امواج را راحت تر مشاهده کرد، هنگامی است که دو سیاهچاله با هم برخورد و ادغام میشوند و درنتیجه یک ابر سیاهچاله به وجود می آید، در این هنگام خمیدگی خاصی (و بسیار عظیم) در فضا-زمان به وجود می آید. همینطور امواجی که در آشکارساز های تیم لایگو کشف شد، حاصل برخورد دوسیاهچاله عظیم در فاصله ۴٫۳ مگاپارسکی (۳٫۱ میلیارد سال نوری) بود.

وب سایت امیرحسین خیابانی/ به قلم امیرحسین خیابانی

درباره تیم مدیریت

این مطالب را نیز ببینید!

کمی بیشتر راجع به حد آرمسترانگ بدانیم

  آیا تاکنون این کلمه را شنیده‌­اید؟ در این پست، سعی کرده‌­ایم تا در رابطه …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

1 × 5 =

رفتن به نوار ابزار