Воскресенье, 23.01.2022, 18:20
Привет, Гость | RSS | Главная | Регистрация | Вход | Контакты| Личные сообщения ()

Аномалии и феномены [3154]Астрология,предсказания [1817]Вокруг света [979]Гипотезы и версии [2911]Загадки истории [4138]
Здоровье,человек [2003]Интересные факты [3582]Космос,астрономия [2480]Люди и судьбы [941]Наука и технологии [1177]
Новости и жизнь общества [2885]Паранормальное [1399]Практическая магия [878]Прогнозы ученых, исследования [840]Самопознание,психология [2021]
Спорт и йога [365]Стихия,климат,экология [2558]Тайны религий [401]Теории заговора,тайны планеты [680]Уфология и НЛО [988]
Фильмы и видео [3840]Фотоподборки и смешные кадры [1393]Фэн-шуй [193]Цитаты и мысли [635]Частное мнение [522]

НАША ПЛАНЕТАВТОРАЯ ПЛАНЕТАИЗ ЖИЗНИ.РУФОРУМГЛАВНАЯ ПРАВИЛА
Login

Меню сайта
Статистика

Онлайн всего: 2
Пользователей: 1
Сейчас комментируют: 1

Яндекс цитирования


Календарь




Главная » 2021 » Декабрь » 16 » Гравитационные волны должны навсегда искривлять пространство-время » ДОБАВИТЬ МАТЕРИАЛ
06:05
Гравитационные волны должны навсегда искривлять пространство-время


Эффект гравитационной памяти предсказывает, что прошедшая гравитационная волна должна навсегда изменять структуру пространства-времени. Физики связывают этот феномен с фундаментальными космическими симметриями и рассматривают его как потенциальное решение парадокса исчезновения информации в черных дырах.

В 2016 году ученые впервые в истории засекли гравитационные волны, тем самым открыв новую главу исследований космоса. Но остается неподтвержденным еще одно важное предсказание: согласно общей теории относительности, каждая гравитационная волна должна навечно оставлять свой след на пространстве-времени.
Каждая гравитационная волна должна навсегда искривлять пространство время, меняя расположение зеркал детекторов гравитационных волн. И с 2016 года физики пытаются понять, как измерить этот “эффект памяти”.

Более того, ученые надеются, что, изучая связь материи, энергии и пространства-времени, они смогут лучше понять парадокс исчезновения информации в черных дырах, который остается одной из самых популярных тем теоретических исследований на протяжении больше полувека. “Существует очень близкая связь между эффектом памяти и симметрией пространства-времени. Он связан с потерей информаии в черных дырах, очень важной проблемой в нашем понимании структуры пространства-времени,”— объясняет Кип Торн, физик из Калтеха, получивший нобелевскую премию за свои исследования гравитационных волн.

Шрам на пространстве-времени
Как же гравитационная волна может навсегда изменить структуру пространства-времени? Через связь пространства-времени и энергии. Разбираться будем на простых примерах.
Для начала представим, что происходит, когда волна проходит через детектор. Например, через обсерваторию LIGO. У LIGO есть две одинаковые по длине “руки”, расположенные под прямым углом, буквой Г (точнее, у LIGO две обсерватории, в каждой есть своя Г). Теперь обведите их кругом с центром в уголке, точке пересечения “рук”. Когда гравитационная волна проходит через детектор, она “сжимает” этот круг вертикально, потом горизонтально, потом сн — ова вертикально и так далее, пока не пронесется. По искривлению “рук”, изменению их длины, ученые и ловят гравитационную волну.

“Эффект памяти” проявляется в навсегда искривленной форме круга после того, как волна прошла. Это искривление мизерно, но теоретически оно должно быть. И причина в особенностях гравитации, описанных общей теорией относительности. А именно — в гравитационном потенциале.

Если по-простому, то гравитационный потенциал — это количество энергии, которое объект накопил, падая с определенной высоты. Сбросьте камень со обрыва или ручку со стола, и по их скорости прям перед столкновением со землей или полом вы можете рассчитать “потенциальную” энергию от такого падения.

В общей теории относительности, где пространство-время растягивается и сжимается в разных направлениях в зависимости от движения тел, потенциал определяет не только потенциальную энергию в той или иной точке, но и форму пространства-времени. “Память — это изменение гравитационного потенциала, только это релятивистский (относительный) гравитационный потенциал,” — объясняет Торн.
Как именно проходящая волна изменяет пространство-время? Таких вероятных искривлений бесконечно много, и при этом они все равносильны друг другу. Проще всего это будет объяснить на примере классической английской игры Боггл. Она уже есть и на русском, но еще не настолько популярна.

Итак, классическая версия игры Боггл состоит из поля 4x4 и 16 кубиков с буквами. Нужно перетряхивать кубики и случайным образом раскладывать их на поле, а потом искать в образовавшемся квадрате букв слова. Конечно, каждое новое “поле” отличается друг от друга, но в глобальном смысле они все одинаковые. Потому что во всех случаях кубики находятся в максимальном состоянии покоя.

Гравитационная волна, проходя через пространство, перетряхивает космическое поле Боггл, меняя одну конфигурацию пространства-времени на другую. Но в обоих случаях это состояние с самой низкой энергией.

Сверхсимметрии
Эта характеристика — тот факт, что можно “перетрясти доску”, но получить, по сути, то же самое — сигнализирует о существовании скрытых симметрий в пространстве-времени.
История этих симметрий начинается в 1960-х годах. Тогда четыре физика, изучавшие общую теорию относительности, пытались понять, что будет происходить в гипотетическом регионе космоса, который находился бы вдали от всей массы и энергии Вселенной — в регионе, где можно было бы пренебречь гравитационным притяжением, но не гравитационным излучением, то есть теми самыми волнами. Они начали свой анализ с симметрий.

Пространство-время традиционно представляют как натянутое резиновое полотно. Объекты с массой создают в нем ямки, а черная дыра, создает такую ямку, что дна не видно, одна лишь тьма. Но если никаких объектов нет, то полотно ровное и гладкое — симметричное, где бы вы ни находились (трансляционная симметрия), куда бы ни смотрели (вращательная симметрия) и с какой бы скоростью ни двигались (boost-симметрия).

И вот ученые осознали, что в этом далеком гипотетическом регионе космоса появятся и новые симметрии. А именно — будет не важно, как это полотно растянуто, сжато или наклонено, поведение региона останется таким же. Эти симметрии они назвали сверхтрансляционными (supertranslation symmetry).

В 1980-х физик Абхай Аштекар (Abhay Ashtekar) обнаружил, что “эффект памяти” проявляется как раз в этих сверхтрансляционных симметриях. Именно через эти растяжения Вселенная “перетряхивается”, но остается той же.

Так ему удалось связать абстрактные симметрии в гипотетическом кусочке космоса с реальностью. “Именно поэтому я и хочу измерить эффект памяти — потому что это будет доказательством того, что эти симметрии действительно физические,” — комментирует Лаура Донней, физик из Венского технологического университета.

Информация в черной дыре
Смысл игры Боггл в поиске слов в случайном наборе и расположении букв. Каждое новое поле таит в себе новые слова — а значит и новую информцию. Так и пространство-время может хранить информацию. И это может стать разгадкой парадокса исчезновения информации в черной дыре.

Если кратко: информацию нельзя создать или уничтожить. Тогда куда же она девается, когда частицы падают в черную дыру и выплескиваются наружу лишь неинформативным излучением Хокинга?
В 2016 году Эндрю Строминджер, физик из Гарвардского университета, а также ныне покойные Стивен Хокинг и Малкольм Перри поняли, что у горизонта черной дыры есть все те же сверхтрансляционные симметрии, которые есть у плоского пространства-времени. И логично предположить, что эти симметрии будут сопровождаться и эффектом памяти. А значит, падающие частицы могут менять пространство-время вокруг черной дыры, тем самым меняя содержащуюся в нем информацию. И это решает парадокс исчезновения информации в черной дыре. Информация о свойствах частиц не исчезла — она навсегда “закодировалась” в ткань пространства-времени.

И вот физики запустили новую программу исследований этих симметрий. В своих поисках они уже нашли новые необычные последствия эффекта памяти.

Но LIGO их пока не засек. Изменения в расстояниях между зеркалами LIGO — которые и позволяют засечь гравитационные волны — составляют 1/1000 размера протона. А предсказанный эффект памяти должен быть в 20 раз меньше.

К тому же наша планета постоянно двигается, меняя положение зеркал. Не так то просто будет отделить эффект памяти от этого “сейсмического шума”. Более того, гравитационное притяжение нашей планеты восстанавливает положение зеркал, “стирая” память от волн. Поэтому эффект следует искать сразу после волны, до того, как Земля успеет “стереть информацию”.

Да и мы не можем пока засечь этот эффект напрямую. Поэтому пока что ученые предлагают накопить данные от многих сигналов и тем самым набрать много информации, которая позволит статистически выявить изменения. Сколько же потребуется таких сигналов? По расчетам ученых, более 1000 событий, породивших гравитационные волны. Кажется, что это очень много, но с учетом улучшений LIGO и данных от детектора VIRGO (Италия) и KAGRA (Япония), авторы работы надеются набрать необходимую 1000 наблюдений за следующие несколько лет.

“Это очень точное предсказание, поэтому так интересно узнать, является ли оно правдой,” — добавляет Патриша Шмидт (Patricia Schmidt) из Бирмингемского университета, один из авторов новой программы.


Загрузка...






Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов.
Категория: Наука и технологии | Источник: https://vk.com| Просмотров: 248 | Добавил: Pantera| | Теги: волны, должны, искривлять, навсегда, Пространство-время, гравитационные | Рейтинг: 5.0/1

По этой теме смотрите:

В КОММЕНТАРИЯХ НЕДОПУСТИМА КРИТИКА САЙТА,АДМИНИСТРАТОРОВ,МОДЕРАТОРОВ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ,КОТОРЫЕ ГОТОВЯТ ДЛЯ ВАС НОВОСТИ! УВАЖАЙТЕ ЧУЖОЙ ТРУД!
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Загрузка...
Поиск

Загрузка...

Беседка
Последние комментарии












На ФОРУМЕ
Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

Pantera

К теме: Шьём сами


Загрузка...