På torsdagen, den internationella forskare är planerad för att göra ett tillkännagivande som redan faktureras som avtäckningen av en av de viktigaste vetenskapliga upptäckter. Mitt förväntningar i hela världen om att tillkännagivandet kommer att vara om upptäckten av gravitationsvågor Einstein talade om, NOAH SINHA förklarar vad det skulle innebära att vetenskapen och den vanliga människan.
Vad är forskarna ska presentera?
Från och med nu, alla som är känt är att på National Press Club i Washington, kl 10:30 lokal tid (8:30 pm IST) torsdag, forskare från california institute of technology, MIT och LIGO (Laser Interferometer Gravitationella-wave-Observatoriet) internationella projektet kommer att presentera “en lägesrapport om arbetet med att detektera gravitationsvågor — eller ringar i tyg av rymd-tid — med hjälp av LIGO”. Men internet är redan surrar med chatter att LIGO projektet har lyckats med sitt främsta mål att detektera gravitationsvågor. Gravitationsvågor har aldrig upptäckts tidigare, men indirekt bevis för dessa vågor har hittats och resulterade i ett Nobelpris i 1993. Deras existens hade förutsagts av Albert Einstein exakt 100 år sedan i hans avhandling om den Allmänna Relativitetsteorin. Indien är en viktig partner i LIGO projekt och beskedet kommer samtidigt som gjorts på Inter-University Centre for Astronomi och Astrofysik (IUCAA) i Pune.
Vad är gravitationella vågor?
Det är ett koncept som skulle utmana en av grunderna för Newtons fysik. Isaac Newton hade postulerade att den kraft som gör att ett äpple faller till jorden är också den som håller månen i sin bana runt jorden. I huvudsak, varje himlakropp utövar en dragningskraft på alla andra. Denna kraft, han föreslog, var proportionell mot massan av två organ och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem. Så, ju större avståndet är mellan de organ, den lägre gravitationen mellan dem. Detta resulterade i hans berömda ekvation av gravitation, som skrevs som
F = G × m1 × m2/r^2
där F är styrkan i den kraft, gravitation, m1 och m2 är den stora massan av två organ, r avståndet mellan dem och G en universell konstant att Newton presenterade och vars värde beräknas vara 6.674 × 10^(-21) Newton kvm/kvm kg.
Newtons gravitationskonstant lag som avses rörelse himlakroppar med fantastisk precision och stått emot tidens tand i ungefär tre århundraden. I själva verket, denna lag är tillräckligt för att vägleda de flesta aktiviteter i moderna rymdprogram. Men precis som Newtons rörelselagar konstaterades att bryta ner det i vissa speciella fall i den nya revolutionära fysik som började i första decennierna av 20-talet, hans lag om gravitationen var också anses oförklarliga av Einstein. Den senare gick vidare till att föreslå en alternativ teori, som är där gravitationella vågor som kom.
Vad gjorde Einstein har problem med?
Trots att matematiskt korrekt, Newtons lag inte säga varför två kroppar dras till varandra. Einstein hade också problem med det faktum att den kraft som utövas på två organ omedelbart. Han hade visat i sin landmärke papper 1905 att ingenting i universum, inte ens information kan färdas fortare än ljuset — och två organ som kan delas av alla avstånd.
Så vilka alternativa gjorde han föreslår?
När jag formulerade sin Allmänna Relativitetsteori, Einstein föreslog att gravitationella attraktion var en följd av böjning av tyg av rymd-tiden med vad som motsvarar ett tungt föremål. Detta är mycket ofta belysas genom en animation som en stor boll placeras på en gummiduk, skapa en krökning i plåt. När en mindre boll rullas på gummi blad, roterar runt den stora bollen längs krökningen för en stund innan den faller in i det. Einstein sade: solen, jorden och alla andra organ bildas liknande krökningar runt omkring dem, och detta var anledningen till att mindre objekt att få dras mot dem. Men eftersom jorden, solen och allt annat är också på väg, krökning runt dem rör sig också. Detta skapar ringar på vattnet i tid och rum, precis som en båt på väg i vatten skapar ringar på vattnet. Det är dessa vågor som Einstein kallade gravitationella vågor.
Så vad händer om gravitationsvågor har nu upptäckts?
Förutom det faktum att det skulle skapa Einsteins genialitet igen, upptäckten av gravitationsvågor skulle fastställa riktigheten av de Allmänna Relativitetsteorin. Det skulle försäkra världen om att vetenskapen har varit att utveckla på rätt kurs genom förra seklet. Upptäckten av gravitationsvågor skulle innebära att nu alla de fyra fundamentala naturkrafterna — elektromagnetisk, svag och stark kärnkraft krafter som de andra tre skulle vara förknippade med våg-liknande egenskaper. Det skulle därför vara ett viktigt steg framåt i arbetet med att förena den kvantmekaniska teorin, som driver på den subatomära nivåer, och gravitation theory, som är verksam i kosmisk skala, till en enda teori om naturen.
Gravitationsvågor skulle göra det möjligt för astrofysiker och astronomer att “se” universum som är nu osynlig för dem. Nästan 95 procent av universum är känt att den består av mörk materia och mörk energi, som inte avger något ljus eller andra elektromagnetiska vågor, och har därför inte kunnat påvisas även med de mest sofistikerade instrument. Svarta hål, till exempel, kan inte vara “sett”, men de gör producera gravitationella vågor, och nu kan detekteras med hjälp av dessa.
Men det att ändra den vanliga människans liv?
För forskare, det förändrar deras mycket förståelse av universum. Med gravitationsvågor etablerade Newtons gravitation skulle störtas för Einstein är gravitationen. Resten av världen, men kan gå om deras dagliga liv som vanligt nu. Som en forskare uttryckte det, ingen visste vad som var i butiken när elektromagnetiska vågor upptäcktes först, precis som James Clark Maxwell hade förutspått, i den senare halvan av det 19th århundradet.