» »

Nobelova nagrada za fiziko 2017

Nobelova nagrada za fiziko 2017

Nobelove nagrade - Letošnjo Nobelovo nagrado za fiziko prejmejo ameriški fiziki Rainer Weiss (polovico) ter Barry C. Barish in Kip S. Thorne (vsak četrtino) za odločilne prispevke pri detektorju LIGO in odkritju gravitacijskih valov. Te so prvikrat odkrili leta 2015 in to javnosti predstavili februarja 2016, do danes pa so jih zaznali še v treh drugih dogodkih. S tem so stoletje po Einsteinovi napovedi tudi eksperimentalno potrdili njegove teoretične izpeljave. Gravitacijski valovi tlakujejo pot do novega načina opazovanja vesolja.

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) je projekt v ZDA, v katerem sodeluje več kot tisoč raziskovalcev iz več kot dvajset držav. Projekt je 14. septembra 2015 ob 11.51 (po našem času) zaznal malenkostni raztezek in skrček samega prostora. S tem so končno potrdili Einsteinovo izpeljavo, da pospeševanje velikih mas v vesolju za seboj pušča valove v prostor-času, ki jih načeloma lahko merimo. Problem je, da je gravitacijska sila tako šibka, da potrebujemo ogromne mase, da so valovi merljivi. Še Einstein je bil svoj čas prepričan, da jih nikoli ne bomo uspeli meriti. Prve posredne indice zanje smo dobili že v 70. letih, ko sta ameriška astronoma Joseph Taylor in Russell Hulse s teleskopom opazovala dvojni pulzar. Zvezdi, ki sta ga sestavljali, sta krožili čedalje hitreje in bliže, spremembe pa so bile v skladu z izračuni za gravitacijske valove. A na pravo odkritje je bilo treba počakati do leta 2015 in ne leta 2014.

K sreči sta se pred 1,3 milijardami let prav toliko svetlobnih let oddaljeni črni luknji z masama 29 in 36 Sonc zlili v novo črno luknjo z maso 62 Sončevih mas. Preostanek mase se je pretvoril v energije, sam dogodek pa je bil tako buren, da je povzročil močne gravitacijske valove. In k sreči smo imeli LIGO, da jih je izmeril.

LIGO sestavljata dva sestrska detektorja. Eden je v Hanfordu v zvezdni državi Washington, drugi pa 3000 kilometrov južneje v Livingstonu v Louisiani. Vsak ima štiri kilometre dolga kraka, na koncu katerih so obešena zrcala, po njih pa v vakuumu potuje izjemno stabilen laserski žarek. Njegova valovna dolžina in intenziteta je izjemno stabilna, saj lahko le tako merimo raztezke, ki na razdalji štirih kilometrov znašajo manj kot tisočinko jedra atoma. Praktično neverjetno, a tudi tako majhne spremembe lahko merimo!

Dva detektorja sta potrebna zato, da lahko posledice gravitacijskih valov ločimo od drugih šumov. Ko je skoznju potoval enak val z razmakom 7 milisekund, kolikor traja pot od enega detektorja do drugega s svetlobno hitrostjo, so bili lahko znanstveniki prepričani, da so na pravi poti. Še pred modernim detektorjem LIGO so Thorne, Weiss in že pokojni Ronald Drever delali na manjših interferometrih, saj so verjeli, da je na tak način mogoče detektirati gravitacijske valove. Drever žal ni mogel dobiti nagrade, ker je posmrtno ni moč prejeti.

Leta 1994 je Barry Barish prevzel vodenje projekta LIGO in ugotovil, da kot mala skupina 40 raziskovalcev ne bodo prišli daleč, zato ga je transformiral v ogromno kolaboracijo, kakršna je danes. Poiskal je raziskovalne skupine in ljudi, nato pa je leta 2015 začel delovati nov, večji interferometer. Še preden so ga uradno otvorili (le da tedaj tega javnost še ni vedela), je skozenj že priletel prvi gravitacijski val. Ostalo je - obdelava podatkov.

18 komentarjev

sandi203 ::

Na televiziji je včeraj bila raziskovalka astronomije iz Univerze v Novi Gorici in je rekla, da je razdalja, ki jo ti detektorji zaznajo tako majhna, kot bi bila debelina lasu v razdalji do najbližje zvezde.

Nekoliko mi je nejasno, kaj je mislila z "najbližjo zvezdo"? Nam najbližja zvezda je Sonce. Samo se mi zdi, če bi mislila na Sonce, bi rekla "Sonce" in ne "najbližja zvezda". Je morda mislila na najbližjo zvezdo, če odmislimo Sonce?

stara mama ::

Izračunaj si
(povprečna) debelina las: 0.02mm
Razdalja do sonca: 149.600.000 km
Premer jedra atoma: 1.75×10-15 m (tisočinka tega)
Volkswagne na cesto!!

Markoff ::

Problem je, da je gravitacijska sila tako šibka, da potrebujemo ogromne mase, da so valovi merljivi.

Tole mi ne gre v račun. Gravitacija na Zemlji, ki v kozmičnih magnitudah ni baš neki faktor, ni tako presneto šibka. Npr. skok iz stolpnice se ne konča dobro.

Je gravitacijska sila šibka ali mora biti le masa (+ dogodek, povezan z njo), potrebna za ustvarjanje grav. valov, strahotno velika? Predpostavljam, da predmet, ki se v vesolju ne glede na svojo maso ne giblje (teoretično, vem), ne oddaja nobenih valov?
Ad astra per aspera

ozbolt ::

sandi203 je izjavil:

Na televiziji je včeraj bila raziskovalka astronomije iz Univerze v Novi Gorici in je rekla, da je razdalja, ki jo ti detektorji zaznajo tako majhna, kot bi bila debelina lasu v razdalji do najbližje zvezde.

Nekoliko mi je nejasno, kaj je mislila z "najbližjo zvezdo"? Nam najbližja zvezda je Sonce. Samo se mi zdi, če bi mislila na Sonce, bi rekla "Sonce" in ne "najbližja zvezda". Je morda mislila na najbližjo zvezdo, če odmislimo Sonce?


Ta vir pravi 1/1000 premera protona in da je to debelina lasu relativno na dolzino do alfe centuri. Torej natancnost (acc) po prvi meri je prb. 10 -18, po drugi meri pa prb. 10-21. A je to primerljivo, ali sem se kje zmotil?

imagodei ::

Markoff je izjavil:

Problem je, da je gravitacijska sila tako šibka, da potrebujemo ogromne mase, da so valovi merljivi.

Tole mi ne gre v račun. Gravitacija na Zemlji, ki v kozmičnih magnitudah ni baš neki faktor, ni tako presneto šibka. Npr. skok iz stolpnice se ne konča dobro.

Je gravitacijska sila šibka ali mora biti le masa (+ dogodek, povezan z njo), potrebna za ustvarjanje grav. valov, strahotno velika? Predpostavljam, da predmet, ki se v vesolju ne glede na svojo maso ne giblje (teoretično, vem), ne oddaja nobenih valov?

Gravitacija je seveda izjemno šibka, v primerjavi z drugimi. Merljive učinke gravitacije zaznamo šele pri ogromnih masah, medtem ko ostale sile delujejo na osnovne delce oz. med osnovnimi delci, ki imajo v primerjavi z makroskopskimi predmeti zanemarljivo maso. So pa učinki gravitacije opazni na daljše razdalje kot pa učinki šibke in močne sile.

Je pa vprašanje, a je smiselno govoriti o gravitacijski sili, ali pa raje o ukrivljanju časa-prostora.
- Hoc est qui sumus -

Ghenghiz ::

Markoff je izjavil:

Problem je, da je gravitacijska sila tako šibka, da potrebujemo ogromne mase, da so valovi merljivi.

Tole mi ne gre v račun. Gravitacija na Zemlji, ki v kozmičnih magnitudah ni baš neki faktor, ni tako presneto šibka. Npr. skok iz stolpnice se ne konča dobro.

Je gravitacijska sila šibka ali mora biti le masa (+ dogodek, povezan z njo), potrebna za ustvarjanje grav. valov, strahotno velika? Predpostavljam, da predmet, ki se v vesolju ne glede na svojo maso ne giblje (teoretično, vem), ne oddaja nobenih valov?


Predstavljaj si tako: Gravitacijski privlak cele mase zemlje na en zebelj lahko premaga en majhen magnetek.

Markoff ::

Damn. To pa je primerjava. :)
Ad astra per aspera

Markoff ::

Ampak če je grav. sila Zemlje tako slabotna, zakaj nas vleče k sebi s pospeškom 10m/s2? Ali si samo povsem napačno predstavljam moč ostalih sil, npr. magneta v velikosti človeka na lebdečem dronu, ki bi me z lahkoto držal v zraku, če bi le imel skelet (ali oklep) iz kovine?
Ad astra per aspera

antonija ::

Markoff je izjavil:

Ampak če je grav. sila Zemlje tako slabotna, zakaj nas vleče k sebi s pospeškom 10m/s2? Ali si samo povsem napačno predstavljam moč ostalih sil, npr. magneta v velikosti človeka na lebdečem dronu, ki bi me z lahkoto držal v zraku, če bi le imel skelet (ali oklep) iz kovine?
Ni gravitacije zemlje tako slabotna, gravitacija kot taka je zelo slabotna in rbai ogromno maso da je kaj ucinka, ki se ga da zaznati.

Recimo gravitacijska sila med magnetkom in zebljem je prakticno nic. Ce je zebelj iz napacne kovine se ne bo zgodilo prav nic.
Ce je pa zebelj iz prave kovine, bo pa tisti isti magnetek ustvaril za veliiiko redov visjo magnetno silo v primerjavi z gravitacijsko.

Zemlja pac tehta priblizno 5.972 × 10^24 kg in to je doovlj da se gravitacijo ornk opazi. Na luni jo je ze manj, na kaksnem asteroido je pa ze prakticno zanemarljiva (pa so vse te stvari ogromne skale v primerjavi z magnetkom).
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

Barbarpapa2 ::

Pozdrav

Malo za ilustracijo:

Gravitacijska konstanta @ Wikipedia

LP

Jože

imagodei ::

Markoff je izjavil:

Ampak če je grav. sila Zemlje tako slabotna, zakaj nas vleče k sebi s pospeškom 10m/s2? Ali si samo povsem napačno predstavljam moč ostalih sil, npr. magneta v velikosti človeka na lebdečem dronu, ki bi me z lahkoto držal v zraku, če bi le imel skelet (ali oklep) iz kovine?

Bi rekel, da si napačno predstavljaš moč ostalih sil. :)

Na Slo Wikipediji imaš navedeno relativno velikost sil: Osnovna sila @ Wikipedia

Če ima gravitacija velikost sile 1, ima elektromagnetna sila velikost 1038
- Hoc est qui sumus -

Markoff ::

Kakšno velikost sile bi potem moral imeti bog, da bi ustvaril vesolje oz. big bang ali še bolje - big crunch? :D
Ad astra per aspera

imagodei ::

> "Kakšno velikost sile bi potem moral imeti bog"

?Syntax Error
- Hoc est qui sumus -

gus5 ::

Valove v prostor-času je pred stoletjem teoretsko dokazoval Einstein; nagrado za fiziko so letos dobili raziskovalci, ki so eksperimentalno dokazali veljavnost Einsteinove teorije. 2013. sta nagrado za fiziko prejela Mahmoud in Higgs, ki sta že v 1960ih teoretsko pojasnila 'izvor' mirovne mase. Raziskovalci iz CERNa, ki so eksperimentalno dokazali pravilnost teorije, so ostali praznih rok. Nekonsistentnost kriterijev, na podlagi katerih podeljujejo nagrade?

Ghenghiz ::

gus5 je izjavil:

Valove v prostor-času je pred stoletjem teoretsko dokazoval Einstein; nagrado za fiziko so letos dobili raziskovalci, ki so eksperimentalno dokazali veljavnost Einsteinove teorije. 2013. sta nagrado za fiziko prejela Mahmoud in Higgs, ki sta že v 1960ih teoretsko pojasnila 'izvor' mirovne mase. Raziskovalci iz CERNa, ki so eksperimentalno dokazali pravilnost teorije, so ostali praznih rok. Nekonsistentnost kriterijev, na podlagi katerih podeljujejo nagrade?


Nagrad se posthumno ne podeljuje. Kako ves, da je Einstein letos nebi dobil, ce bi bil se ziv?
Poleg tega eksperiment za potrditev Higgsovega bozona ni zrasel na zeljniku raziskovalcev, ki so zbirali podatke, amapk gre za zelo star in preizkusen recept. Zato so tudi lahko zbrali miljarde potrebne za LHC, ker principi niso bili nic novega in se je tocno vedelo, kaj se bo z njim lahko pocelo.
V splosnem pa so do sedaj podelili veliko vec nobelovih nagrad eksperimentalcem, kot pa teoretikom.

gus5 ::

Ghenghiz je izjavil:

V splosnem pa so do sedaj podelili veliko vec nobelovih nagrad eksperimentalcem, kot pa teoretikom.
Točno, čeprav praviloma teorija orje ledino.

jype ::

imagodei je izjavil:

?Syntax Error
Bi moral uporabiti Python, ki ima arbitrary integers.

Markoff je izjavil:

Kakšno velikost sile bi potem moral imeti bog, da bi ustvaril vesolje oz. big bang ali še bolje - big crunch? :D
Taprav alfa bi mogu bit.

gus5 je izjavil:

Točno, čeprav praviloma teorija orje ledino.
Ja, ampak dobri teoretiki so žal še vedno bistveno redkejši, ker je teorija tudi bistveno bolj filozofska po svoji naravi.

gus5 ::

Še en prispevek na temo čudaških kriterijev podeljevanja nagrad: zakaj nagrado prejmejo le trije raziskovalci, kaj je z desetinami ostalih?


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Gravitacijske valove doslej zaznali že štirikrat (strani: 1 2 3 4 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
1896455 (883) BigWhale
»

Einstein je imel prav: observatorij LIGO odkril gravitacijske valove! (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
9312933 (4345) Spajky
»

Gravitacijske valove zaznali že drugič

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
244477 (2631) gus5
»

Začenja se nov lov na gravitacijske valove

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
95014 (3144) Markoff

Več podobnih tem