几乎所有我们知道宇宙的来源电磁辐射,也就是光。天文学与可见光开始,然后扩展到其余的电磁波谱。通过使用光谱,从短的波长的伽马射线长波长无线电波,天文学家已经发现了陌生而奇异的东西。现在一种新型的天文学,引力波天文学,已经到来。这手表不是轻而运动时空。随着新的天文学一种新的天文台,激光干涉引力波天文台(LIGO)。
引力波是时空涟漪
根据爱因斯坦的理论广义相对论,重力不是通过宇宙的力量。这是一个弯曲的时空。当物体加速时,它周围的时空扭曲,变形远离源以光速旅行。
引力波来自真正的重物
我们谈论那么大一个对象?第一个证明实际上引力波存在来自一个二进制脉冲星两个中子星,每个太阳质量的,轨道彼此。脉冲星的轨道逐渐萎缩,所以脉冲星正在失去能量。能量是广义相对论预测,脉冲星的金额将在引力波。
重力波的影响非常小
由于引力波时空涟漪,他们让两个点之间的距离改变的更加紧密。略如何?LIGO必须能够测量距离小到10−19米。的质子有一个半径约为0.85×10−15计,或10000倍。
测量引力波是很棘手的
检测距离变化量远小于质子需要伟大的精度。每个LIGO安装激光干涉仪由两个地下管道,每1.3米(4.3英尺)宽,长4公里(2.5英里),设置在一个l型的空间。管道的内部是真空。当引力波经过LIGO,仪器的一只胳膊变长,另一个会变短。一束激光分成两半,发送两个管道,反射回来,然后重组相消干涉的两束相互抵消,如果没有重力波。如果有是重力波,光束不会相互抵消。4公里长的梁仍不足以检测重力波,所以梁来回反弹400倍光速距离1600公里(1000英里)。
LIGO非常敏感
LIGO检测这么小的距离变化量,它可以检测很多其他的振动。例如,LIGO的速度限制是每小时16公里(10英里)从附近的汽车振动降到最低。噪声的一个来源是重力梯度噪声,这是分钟地球重力场的变化,当振动穿过镜子附近的地面。镜子反映了光重达40公斤(88磅)和挂石英纤维在一个复杂的悬架系统。确保LIGO不仅探测引力波和过往车辆,有两个LIGO installations-one在利文斯顿,路易斯安那州,和其他在汉福德,华盛顿。重力波将出现在安装。
引力波天文学可以看到一个全新的宇宙
如果超大质量黑洞(黑洞比太阳大一百万倍)合并在一个遥远的星系,LIGO可以观察它。科学家还认为,如果稍微nonspherical中子星,引力波可以观察到,从而揭示恒星的结构。每次天文学家已经能够看宇宙以一种新的方式,他们一直观察到一些意想不到的,引力波天文学可能会显示没有想到的东西。