😉 🚧 👩🏽‍🔧 एथन नंबर 74 से पूछें: गुरुत्वाकर्षण तरंगें 🚣🏽 🤚🏾 ⛹️

प्रकाश और ध्वनि वे तरंगें हैं जिन्हें हम जानते हैं। लेकिन तरंगें गुरुत्वाकर्षण भी हैं।

नतीजतन, अपने आप में जगह और समय अपने आप में छाया में गायब हो जाता है, और केवल दो का मिलन ही स्वतंत्र वास्तविकता की भूमिका में रहेगा।
- जर्मन मिन्कोवस्की

जब आइंस्टीन ने सापेक्षता के अपने सामान्य सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, तो इसने न केवल भौतिकी की नींव को झटका दिया, बल्कि नए निर्माण करने के लिए उन्हें पूरी तरह से नष्ट कर दिया। अंतरिक्ष के बिंदुओं और समय के क्षणों में मौजूद मामले के बजाय, उसने सुझाव दिया कि अंतरिक्ष-समय की चार-आयामी संरचना में अंतरिक्ष और समय के अपने आयाम हैं, और यह संरचना इसमें मौजूद सभी पदार्थों और ऊर्जा की उपस्थिति और बातचीत के कारण बदलती है। इसकी सच्चाई इसकी कई सफल और आश्चर्यजनक भविष्यवाणियों द्वारा पुष्टि की जाती है, जो गुरुत्वाकर्षण की रेडशिफ्ट से लेकर पदार्थ की उपस्थिति के कारण तारों के झुकने तक होती है।

आपके द्वारा भेजा गया प्रश्न आज आपके द्वारा भेजे गए हमारे लेखों के इतिहास में सबसे छोटा है, और एडम रबांग का है, जो पूछता है:

प्रिय ईथन,
क्या गुरुत्व तरंगें हैं?
धन्यवाद
एडम।

आइए एक और प्रकार की लहर पर चर्चा करके शुरू करें जिसके साथ आप परिचित हो सकते हैं: पानी की लहरें।

आप पूरी तरह से शांत और सपाट पानी से शुरुआत कर सकते हैं। बाहरी ताकतों से पानी की सतह शांत और अछूती रहती है। क्या होता है यदि आप ध्यान से जगह, कहते हैं, सतह पर एक कीट?

यह सतह को थोड़ा विकृत कर देता है, क्योंकि कीट के गुरुत्वाकर्षण का आकर्षण सतह पर बल डाल देता है, जिससे इसकी वक्रता बढ़ जाती है। यदि हम कुछ कम निविदा करते हैं, उदाहरण के लिए, पानी की सतह पर एक वस्तु को बहुत ऊंचाई से गिराएं - हम क्या देखेंगे?

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हम एक परिचित लहर देखेंगे जिसे हम पानी की लहरों के साथ जोड़ते हैं। हमने पानी की सतह को परेशान किया, और ऊर्जा एक निश्चित गति से बाहर की ओर फैलती है, यह माध्यम (पानी) के गुणों पर निर्भर करती है जिसके साथ लहर यात्रा करती है।

यदि हम प्रकाश की तरंगों पर विचार करना शुरू करते हैं, तो सब कुछ समान रहेगा, हालांकि यह कम सहज हो जाएगा।

अंतरिक्ष-समय में फैलने वाले तरंगों के रूप में प्रकाश की कल्पना भी की जा सकती है। उसके पास एक निश्चित ऊर्जा होती है, जो आवृत्ति / तरंग दैर्ध्य, प्रसार की गति, एक निश्चित वातावरण में प्रकाश की गति पर निर्भर करती है, और वह एक निश्चित दिशा में चलती है, जिस स्थिति में वह उत्पन्न हुई, और फिर अंतरिक्ष-समय की वक्रता द्वारा निर्धारित पथ का अनुसरण करती है।

लेकिन प्रकाश कैसे पैदा होता है? एक वास्तविक फोटॉन कैसे दिखाई देता है? एक तरीका एक दूसरे के साथ कणों (या एंटीपार्टिकल्स) की बातचीत है: एक परिमित संभावना है कि कोई भी दो परस्पर क्रिया करने वाले कण कम से कम एक फोटॉन का उत्पादन करेंगे।

एक और, अधिक दिलचस्प तरीका, एक प्रभाव से आता है जिसका शास्त्रीय तरंगों में कोई एनालॉग नहीं है: जब एक चार्ज किया गया कण चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में चलता है।

हां, चुंबकीय क्षेत्र कण को दिशा बदलने के लिए मजबूर करता है: यह लोरेंत्ज़ बल का कार्य करता है। लेकिन जब एक कण एक चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, तो यह फोटॉनों के रूप में विकिरण का भी उत्सर्जन करता है: कम ऊर्जा / गति / क्षेत्र में साइक्लोट्रॉन विकिरण, या अधिक सापेक्ष स्थितियों में सिंक्रोट्रॉन विकिरण।

इस प्रकार का विकिरण न केवल पृथ्वी पर प्रयोगों में, बल्कि ब्रह्मांड की प्राकृतिक प्रयोगशाला में भी दिखाई देता है - उदाहरण के लिए, विशालकाय जेट विमानों में, निकटतम आकाशगंगाओं में से सबसे विशाल, मेसियर 87।

और इसलिए हम गुरुत्वाकर्षण के लिए गए। बिजली के दो प्रकार के चार्ज हैं - सकारात्मक और नकारात्मक - और गुरुत्वाकर्षण में एक है: द्रव्यमान, या, अधिक सटीक, ऊर्जा। जबकि विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कणों को प्रभावित करते हैं, गुरुत्वाकर्षण में केवल एक प्रकार का क्षेत्र होता है: अंतरिक्ष की वक्रता।

लेकिन ब्रह्माण्ड में गुरुत्वाकर्षण के साथ, स्थिति वैसी ही है जैसे कि इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म: हमारे पास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में बढ़ते हुए गुरुत्वाकर्षण के कण होते हैं।

हालाँकि भौतिक नियम कुछ विवरणों में भिन्न हैं, लेकिन प्रभाव समान है: विकिरण। हमारे मामले में, यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण नहीं है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण है! अंतरिक्ष-समय के कपड़े के माध्यम से प्रकाश की गति से यात्रा करने वाले तरंग, ऊर्जा लेकर।

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में तेजी से बढ़ते द्रव्यमान के मामले में प्रभाव बढ़ जाता है, उदाहरण के लिए, जब एक न्यूट्रॉन स्टार एक दूसरे के साथ जुड़ता है, या एक छोटे और घटती कक्षा में एक अन्य शरीर के साथ होता है जो स्टार द्वारा छोड़ा जाता है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें (या गुरुत्वाकर्षण विकिरण) अंतरिक्ष-समय में इस तरंग के माध्यम से खुद को प्रकट करती हैं, और यह रास्ते में आने वाले किसी भी मामले और / या विद्युत चुम्बकीय विकिरण के आकार और दिशा में अच्छी तरह से परिभाषित विकृतियों की ओर जाता है।

सिद्धांत रूप में, इन तरंगों को एक लंबे आधार के साथ एक इंटरफेरोमीटर के माध्यम से सीधे पता लगाया जा सकता है, और अब वे LIGO सहयोग सहित विभिन्न परियोजनाओं में इन खोजों पर काम कर रहे हैं। [इस लेख को लिखने के एक साल बाद, LIGO ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज की - लगभग अनुवाद।]
यदि कोई चमत्कार होता है, तो वे लेजर इंटरफेरोमीटर, या एलआईएसए के एक अंतरिक्ष एंटीना को लॉन्च करेंगे, जो इस प्रभाव का पता लगाने की गारंटी है। क्योंकि LISA इसके लिए उस सीमा को देखेगी जहाँ बड़ी संख्या में घटनाएँ घटित होनी चाहिए!

हमारे पास पहले से ही गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अस्तित्व के अप्रत्यक्ष साक्ष्य हैं, क्योंकि हम कई वर्षों से पल्सर की कक्षाओं में अनुमानित कमी का अवलोकन कर रहे हैं - एक अवलोकन जो जीआर की भविष्यवाणी के साथ मेल खाता है। दूसरी ओर, जीटीआर भी भविष्यवाणी करता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों के उत्सर्जन के कारण कक्षाओं को फीका होना चाहिए। यदि वे उन्हें प्रत्यक्ष रूप से पहचान सकते हैं, तो यह सबसे बड़ी भौतिक सिद्धांतों में से एक की अंतिम बुनियादी भविष्यवाणियों में से एक की पुष्टि होगी।

तो गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं? यह विकिरण का एक नया रूप है - गुरुत्वाकर्षण विकिरण - जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में यात्रा करने वाले बड़े पैमाने पर या ऊर्जा-परिवहन कणों द्वारा उत्सर्जित होता है। यदि कोई कण तेजी से बढ़ता है या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बदलता है, तो विकिरण की तीव्रता बढ़ जाती है, और समय के साथ यह प्रकाश की गति से ऊर्जा को दूर ले जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कक्षाएँ मर जाती हैं, और इन तरंगों का पता लगाना भी संभव है। सही दृष्टिकोण के साथ, हम एक नए प्रकार का खगोल विज्ञान - गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान - इसके लिए तकनीक पहले से मौजूद है!

गुरुत्वाकर्षण तरंगों के विभिन्न स्रोतों में से लौकिक मुद्रास्फीति है। माइक्रोवेव कॉस्मिक विकिरण के ध्रुवीकरण पर इसके प्रभाव की कमी के कारण, प्लैंक सहयोग द्वारा हाल ही में प्रकाशित परिणामों ने मुद्रास्फीति के संभावित प्रकारों पर प्रतिबंध लगा दिया, और मुद्रास्फीति मॉडल - अराजक मुद्रास्फीति मॉडल के एक पूरे वर्ग को त्याग दिया।

अद्भुत सवाल के लिए धन्यवाद, और मुझे आशा है कि स्पष्टीकरण आपको और बाकी लोगों के लिए स्पष्ट कर दिया गया है। निम्नलिखित लेखों के लिए मुझे अपने प्रश्न और सुझाव भेजें ।

एथन नंबर 74 से पूछें: गुरुत्वाकर्षण तरंगें

प्रकाश और ध्वनि वे तरंगें हैं जिन्हें हम जानते हैं। लेकिन तरंगें गुरुत्वाकर्षण भी हैं।

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