🌌 LIGO — Πώς μετράμε μια μεταβολή μικρότερη από το 1/10.000 ενός πρωτονίου;

Πόσο μικρή μεταβολή μήκους μπορεί να μετρήσει ένα ανθρώπινο όργανο;

Στα παρατηρητήρια LIGO, οι δύο κάθετοι βραχίονες του συμβολόμετρου έχουν μήκος 4 km. Όταν ένα βαρυτικό κύμα περάσει από τη Γη, ο χωροχρόνος παραμορφώνεται ανεπαίσθητα: ο ένας βραχίονας επιμηκύνεται ενώ ο άλλος συστέλλεται και στη συνέχεια το αντίστροφο.

Το μέγεθος που περιγράφει αυτή τη σχετική μεταβολή ονομάζεται strain:

\[ \boxed{h=\frac{\Delta L}{L}} \]

Για χαρακτηριστικά βαρυτικά κύματα, το \(h\) μπορεί να είναι της τάξης του

\[ \boxed{10^{-21}}. \]

Το LIGO μπορεί να ανιχνεύσει μεταβολές μήκους μικρότερες από περίπου το \(1/10\,000\) της διαμέτρου ενός πρωτονίου.

Για να αντιληφθούμε αυτή την ακρίβεια, το ίδιο το LIGO χρησιμοποιεί μια εντυπωσιακή αναλογία:

είναι σαν να μετρούσαμε την απόσταση μέχρι το πλησιέστερο άστρο — περίπου 4,2 έτη φωτός — και να μπορούσαμε να αντιληφθούμε μεταβολή όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας.

Και όλα αυτά γίνονται με φως: μια δέσμη laser χωρίζεται στους δύο κάθετους βραχίονες και, όταν οι δέσμες επιστρέψουν, η συμβολή τους αποκαλύπτει τις απειροελάχιστες μεταβολές των αποστάσεων.

🌌 Τα βαρυτικά κύματα είναι σχεδόν ανεπαίσθητα.
Το εκπληκτικό είναι ότι μάθαμε να τα μετράμε.

🌌 Πηγή — LIGO / Caltech

📚

Έρχεται το πολλαπλό βιβλίο ΝΕΟ — βρες όλες τις επιλογές εδώΠολλαπλό βιβλίο ΝΕΟ — 437 βιβλία σε PDF

PDF & Ψηφιακά Μαθησιακά Αντικείμενα — χωρίς εγγραφή • Portify

📚 437 βιβλία🎬 22.000+ Ψηφιακά Μαθησιακά Αντικείμενα

Δες τα βιβλία →