Beyond Einstein - "A detecção épico de ondas gravitacionais pode revelar um estranho universo"

Cosmólogo Latham Boyle com Perimeter Institute do Canadá está animado com as incógnitas que as ondas gravitacionais poderiam agora revelar. Explicou houve um período de décadas entre a descoberta de ondas de rádio e o seu uso em astronomia. 
"Há 40 ou 50 anos, ninguém construiu telescópios de rádio", disse Boyle."Finalmente, quando o fizeram, houve uma inundação de todos os tipos de descobertas loucas. [Houve] a radiação cósmica de fundo, que é uma espécie de selfie cósmica, em seguida, eles descobriram essas coisas chamadas pulsares, e eles descobriram quasares. Eles descobriram todas essas coisas que as pessoas teria lhe chamado de louco se você tivesse sugerido isso antes. Assim que você ligou, ele estava lá fora. É apenas um fato histórico que muitas vezes você vê coisas mais selvagem. "

"Este é apenas o começo", disse Gabriela González de Aligo. "Agora que sabemos que buracos negros binários estão lá, vamos começar a ouvir o universo." A evidência de "ondulações no espaço-tempo" detectadas pela Colaboração LIGO Scientific marca o início da astronomia de ondas gravitacionais, dizem os astrofísicos. As ondas gravitacionais foram gerados quando dois buracos negros se fundiu 1,3 bilhões de anos atrás.

"Isso nos diz algo sobre o poder da mente humana para entender a natureza no seu nível mais profundo", disse o cosmólogo Neil Turok , Diretor do Instituto Perimeter, um velho maiores especialistas do mundo sobre a constante cosmológica e um modelo cíclico do universo.

"Este foi realmente um tiro de lua científica, e nós fizemos isso", disse David Reitze , Diretor Executivo do Laboratório LIGO.

Caltech astrofísico Kip Thorne, que co-fundou o experimento LIGO, descreve uma simulação da fusão buraco negro que criou a onda gravitacional: "A tempestade foi breve - 20 milissegundos - mas muito poderoso", disse Thorne. "A saída de energia foi 50 vezes maior do que todo o poder posto para fora por todas as estrelas no universo juntos. Porque era tão breve, a energia total foi o que você deseja obter, tomando três sóis, aniquilando-los, e colocar isso em ondas gravitacionais. "

Um século depois de terem sido proposto na teoria da relatividade geral de Einstein, os cientistas finalmente, verificou-se que as ondas gravitacionais e buracos negros existem. No anúncio em Washington em janeiro, cientistas de Caltech, MIT, e com a colaboração LIGO Scientific apresentou provas de sua descoberta.

Nas primeiras horas de 14 de setembro de 2015, durante um teste de engenharia alguns dias antes que a pesquisa oficial era para começar, dois detectores de Aligo gravou um sinal muito característico.

"Foi exatamente o que você esperaria de relatividade geral de Einstein a partir de dois buracos negros em espiral e se fundem em conjunto", disse Reitze. "Foram meses de uma verificação cuidadosa e reverificação para certificar-se o que vimos foi algo que era uma onda gravitacional. Nós nos convencemos de que é o caso ".

"Este não é apenas a detecção de ondas gravitacionais. O que é realmente interessante é que vem a seguir. Quatrocentos anos atrás, Galileu virou uma telescrope para o céu e abriu a era da astronomia observacional moderna. Acho que estamos fazendo algo igualmente importante aqui hoje. Acho que estamos abrindo a janela da astronomia gravitacional. "

As ondas gravitacionais são ondulações no tecido do espaço-tempo, criado quando dois objetos massivos - tais como buracos negros ou estrelas de nêutrons - hurtle em torno de si a velocidades extremamente altas e colidem.Apresentou pela primeira vez há 100 anos como uma consequência da teoria da relatividade geral de Albert Einstein, eles têm desafiado teóricos e experimentais da mesma forma como um dos poucos elementos da teoria de que não tinha sido experimentalmente comprovadas. Até agora.

LIGO, um sistema de dois interferômetros idênticos construídos para detectar as minúsculas vibrações de passar as ondas gravitacionais, foi concebido e construído por pesquisadores do MIT e da Caltech, financiado por os EUA National Science Foundation.

O experimento LIGO original funcionou 2002-2010 como uma prova de conceito.Depois melhoramentos significativos para os detectores em Louisiana e Washington, avançada LIGO fez a sua primeira corrida de observação em setembro de 2015.

A primeira detecção, no observatório Louisiana, tinha um valor de pico de 10-21 metros. "Durante quatro quilômetros [o comprimento do detector LIGO], que é uma pequena fração minúscula de um diâmetro de protões,. Isso é incrivelmente pequeno ", disse González.

"Sabemos que é real, porque sete milésimos de segundo mais tarde, vimos a mesma coisa no detector Hanford. É isso. É assim que sabemos que temos ondas gravitacionais. "

Os sinais corresponder exatamente o que a gravitação de Einstein prediz para a fusão de dois buracos negros. Os sinais também indicam a onda realizadas três massas solares de energia. O sinal é tão forte, disseram os pesquisadores em um artigo publicado na Physical Review Letters, que excede o padrão "cinco sigma" de físicos de significância estatística usar para reivindicar uma descoberta.

"A medição LIGO é uma espectacular confirmação de não apenas uma, mas duas das previsões-chave da teoria da gravidade de Einstein: a existência de ondas gravitacionais e buracos negros", disse Turok. "Einstein desenvolveu sua teoria com base em pistas de experiência e as teorias anteriores, mas ainda mais em uma notável intuição que a gravitação é devido à curvatura do espaço-tempo.Um século mais tarde, estamos vendo suas previsões verificada com extrema precisão ".

Ainda mais do que verificar Einstein, detecção de ondas gravitacionais do LIGO fornece a ciência com uma nova ferramenta com a qual potencialmente responder a muitas mais perguntas básicas.

E isso pode levar os pesquisadores para o próximo grande teoria científica, Perímetro pesquisador Luis Lehner disse durante o painel "efeito cascata", apresentado por Perímetro após o anúncio LIGO. "Quando podemos obter mais e mais dados, poderemos ser capazes de ver partidas [do que é esperado], e que pode guiar-nos no que substitui a relatividade", disse ele.

À medida que mais detectores de ondas gravitacionais ficar online nos próximos anos, os cientistas serão capazes de recolher informações cada vez mais ricos sobre o universo que nos rodeia. "Isso nos dará uma rede muito importante que nos permitirá reduzir ... Serendipity da astronomia, pelo menos para algumas fontes", disse Lehner.

Para muitos cientistas, a perspectiva mais interessante é que a astronomia de ondas gravitacionais poderia permitir aos investigadores para sondar o universo "dark": objetos e forças que não absorvem, reflectem ou emitem luz, mas compõem 96 por cento do universo.

membro do perímetro Associado Faculdade Avery Broderick disse que esta é uma mudança sísmica na astronomia, que vem estudando o lado da luz do universo de 10.000 anos.

"Quando nós começamos esta nova janela para o universo, história e experiência mostrou-nos que nós encontramos algo totalmente diferente, algo totalmente inesperado. Isso já aconteceu uma e outra vez em astronomia, onde nós abrimos janelas no raio-X e do rádio, e vemos um universo totalmente diferente ", disse Broderick.

"Eu ficaria chocado se não ver a mesma coisa quando olhamos com os olhos gravitacionais, e ver o universo de ondas gravitacionais como totalmente diferente. Este vai ser absolutamente crucial para entender como o universo escuro e o universo de luz se encaixam. "

O Galaxy diário via do Instituto Perimeter

Crédito da imagem: Binary preto wikimedia.org/wikipedia/commons buracos e topo da página universo escuro com graças ao Museu Bullock