Gravitatsion to’lqinlar nima?

Gravitatsion to’lqinlar birinchi marta kashf etilganda, juda ko’p soxta ilmiy mish-mishlar paydo bo’ldi. Masalan, insoniyat sayohat qilishni boshlashi va buning uchun Yerning tortishish kuchidan foydalanishi yoki zamonaviy tortishish kuchiga qarshi mashinalar qurishi mumkin. Bu tortishish to’lqinlari aynan nima, ular qanday aniq kashf etilgan va ulardan qanday maqsadlarda foydalanish mumkin?

Nisbiylik nazariyasi

Gravitatsion maydon o’tgan asrning boshlarida Albert Eynshteyn tomonidan ishlab chiqilgan umumiy nisbiylik nazariyasi yoki GTR bilan bevosita bog’liqdir. Massiv jismlarning harakat traektoriyasi egrilikka bo’ysunmaydigan umumiy nisbiylikdagi fazo va vaqtga bog’liq. Kosmosning modelini ifodalovchi katta va yaxshi cho’zilgan mato qismini tasavvur qiling. Agar bu matoga hech narsa ta’sir qilmasa, u mukammal tekis bo’lib qoladi va ikki xil nuqta orasidagi masofa to’g’ri chiziq vazifasini bajaradi. Agar juda og’ir to’p tuvalning markazida joylashgan bo’lsa nima bo’ladi? Uning og’irligi ostida mato cho’kishni boshlaydi. Kosmosning xuddi shunday harakatini umumiy nisbiylikda kuzatish mumkin. Shundan so’ng, jismlar endi faqat to’g’ri chiziqda harakatlana olmaydi va traektoriyalar egri bo’ladi.

To’lqinni qanday boshlash kerak

Har bir fizik uchun to’lqin moddaning ma’lum bir harakatini ifodalaydi, u bir vaqtning o’zida takrorlanuvchanlik kabi xususiyatga ega. Misol uchun, tebranish ipida joylashgan har qanday nuqta, hammasi qanday boshlangan bo’lsa, xuddi shu holatda tugaydi. Ushbu turdagi jismlarni tasvirlash uchun maxsus to’lqin tenglamalaridan foydalanish odatiy holdir.

1916 yilda Eynshteyn ular bo’ylab etarlicha massiv jismlar harakat qilganda fazo va vaqt bilan nima sodir bo’lishini tasvirlashga harakat qildi. U ba’zi tenglamalar to’lqin tenglamalari kabi ko’rinishini payqab qoldi, shuning uchun ular hali ham to’lqinlarni tasvirlash uchun ishlatiladi. Shunisi e’tiborga loyiqki, ularning tarqalishi havoda yoki suvda emas, balki to’g’ridan-to’g’ri kosmosda sodir bo’ladi. Shunday qilib, birinchi marta tortishish to’lqinlari mavjudligini taxmin qilish mumkin edi. Ko’pgina mutaxassislar tortishish to’lqinlarini fazo va vaqt bo’ylab tarqaladigan kichik to’lqinlar deb atashadi.

Ushbu kontseptsiya paydo bo’lgandan so’ng, olimlar gravitatsion to’lqinlarni eksperimental tarzda aniqlashning turli usullarini ishlab chiqishga kirishdilar. Fazo-vaqtda egrilik mavjudligi va to’lqinsimon shakl kuzatilganligi sababli, ikki xil nuqta orasidagi masofa vaqti-vaqti bilan o’zgarib turadi. Aynan shu effekt mutaxassislar tomonidan ishlab chiqilgan maxsus “uy” tortishish to’lqinlari detektori uchun asos bo’ldi.

Bir qarashda, hamma narsa nihoyatda oson va sodda, ammo bu kashfiyotni amalga oshirish uchun mutaxassislarga deyarli yuz yil kerak bo’ldi. Bu vaziyatdagi asosiy qiyinchilik shundaki, bu to’lqinlarning tarqalish effektlari juda ahamiyatsiz, shuning uchun ularni eng kuchli zamonaviy termometrlar yordamida ham to’liq ajratib bo’lmaydi. Tayoq nima uchun qizdirilganligini aniqlash mumkin emas. Bunga bo’shliqning egriligi yoki odatdagi kunlik harorat o’zgarishi ta’sir qilishi mumkin. Shuning uchun olimlar tadqiqot davomida astrofizik manbalardan – qora tuynuklar, o’ta yangi yulduzlar va pulsarlar, qo’sh yulduzlar va boshqalardan foydalanishga majbur bo’ldilar.