×

We use cookies to help make LingQ better. By visiting the site, you agree to our cookie policy.


image

Swiat w Trzy Minuty, Wielkie BUM czarnych dziur, czyli co nas wszystkich rozciągnęło?

Wielkie BUM czarnych dziur, czyli co nas wszystkich rozciągnęło?

Co się stanie, kiedy zderzą się dwa obiekty, każdy ważący tyle, co 30 Słońc? Prawdopodobnie bardzo duże BUM. Tak duże, że możemy je usłyszeć miliard 300 milionów lat później. I być może nawet załapać się na Nobla? O falach grawitacyjnych mówią dziś wszyscy, więc posłuchacie o tym również w „Świecie…”. Tym razem – w „Świecie w prawie sześć minut”. Zapraszam! W 1916 roku – niedługo po opracowaniu Ogólnej Teorii Względności – Albert Einstein stwierdził, że fale grawitacyjne istnieją. Następnie, że nie istnieją. Dwa lata później przedstawił konkretną teorię sugerującą, że fale grawitacyjne jednak istnieją. Trzy lata przed drugą wojną światową przygotował analizę twierdzącą, że ich nie ma. Potem znów zmienił zdanie. A następnie przez sto lat czekaliśmy na potwierdzenie tej teorii. Fale grawitacyjne to “pofałdowanie” czasoprzestrzeni – coś takiego, jak ślad po wrzuceniu kamienia do gładkiego jeziora. Kłopot polega na tym, że jeśli wrzucimy kamień do wody na środku Bajkału, to na jego brzegu nie zaobserwujemy nawet najmniejszego poruszenia wody. Kosmos jest ciut większy od Bajkału, w związku z tym obserwowalne fale grawitacyjne muszą być efektem naprawdę wielkiego zderzenia. I tak jest w tym przypadku – z obliczeń wynika, że fala która przeszła przez Ziemię w drugiej połowie 2015 roku była efektem połączenia się dwóch czarnych dziur – jednej tak ciężkiej jak 36 naszych Słońc, drugiej – jak Słońc 29. Trwające ułamek sekundy zderzenie wygenerowało sporo energii – równowartość trzech naszych Słońc wyparowała i przekształciła się w falę grawitacyjną. Wytworzona w ten sposób energia przewyższała całą energię wyemitowaną w tym czasie przez wszystkie gwiazdy wszechświata. Miało to miejsce 1.3 miliarda lat temu tak daleko, że lecąca z prędkością światła fala dotarła do nas dopiero kilka miesięcy temu. I mimo to udało się nam ją zaobserwować. Jak? Przez ułamek sekundy coś ścisnęło i rozciągnęło czasoprzestrzeń, w której się znajdujemy. Nie zauważyliście? Nic dziwnego – kula ziemska (i wszystko co na niej się znajduje) wydłużyła się na ułamek sekundy o niewielką część milimetra, więc mieliśmy małe szanse to odczuć. Gdyby to rozciągnięcie było wielokrotnie większe, obserwowana z oddali Ziemia wyglądałaby tak: Zbiegiem okoliczności, chwilę wcześniej rozpoczęto próbne, po trwającej siedem lat modernizacji, uruchomienie LIGO – laserowego detektora fal grawitacyjnych. Wykrywacz fal grawitacyjnych składa się z dwóch prostopadłych rur, długich na 4 kilometry. To chyb najdłuższe na świecie konstrukcje zawierające NIC – są izolowane od otoczenia i opróżnione z gazów tak skutecznie, że kiedy kilka lat temu w jedną z nich uderzyła ciężarówka, nie zakłóciło to eksperymentu. Z jednego miejsca wychodzi promień laserowy, który ulega rozszczepieniu na dwa prostopadłe promienie – każdy z nich wycelowany w lustra na końcu korytarzy. Odbite (stukrotnie) promienie lasera trafiają do detektora. Każdy z nich przebył dokładnie taką samą drogę – detektor jest w stanie stwierdzić jeśli stałoby się inaczej. Jeśli jeden z promieni przebyłby dłuższą drogę oznaczałoby to, że albo ktoś przesunął zwierciadło, albo jakaś siła rozciągnęła tunel. W szkołach uczono nas, że atom składa się z jądra, protonu i neutronu. To się później okazało kłamstwem, ale wiemy, że proton to coś dość małego. Wygląda na to, że we wrześniu coś przesunęło na chwilę jedno z luster LIGO o dystans jednej tysięcznej średnicy protonu. Błąd pomiaru? Można by tak założyć, gdyby nie jeden problem – jako dodatkowy środek bezpieczeństwa, 3 tysiące kilometrów dalej wybudowano identyczne laboratorium, w którym – w tym samym momencie – zaobserwowano identyczne wydłużenie drogi jednego z laserów. Chcecie posłuchać, jak brzmi przekształcenie odczytu LIGO na falę akustyczną? Proszę uprzejmie. Jeśli wyniki się potwierdzą, liderzy projektu mają duże szanse na Nobla. To byłaby już druga nagroda Nobla przyznana za badania nad falami grawitacyjnymi – pierwszą przyznano w 1993 za udowodnienie, że dwa okrążające się pulsary tracą energię wytwarzając zaburzenia w czasoprzestrzeni. A co to oznacza w praktyce? Po pierwsze – mamy kolejne potwierdzenie trafności ogólnej teorii względności. Einstein się nie mylił (co generalnie nie jest trudne, bo – jak wspomniałem na początku – parokrotnie zmieniał zdanie). Po drugie – mamy dowód na to, że czarne dziury występują parami, potrafią się okrążać i zderzać podobnie jak np. planety. Po trzecie – wygląda na to, że sporo pieniędzy zostanie teraz władowane w badania nad zakłóceniami osnowy rzeczywistości, co – mniej poetycko mówiąc – pozwoli nam w przyszłości dokładniej badać historię wszechświata. Bo fale grawitacyjne przechodzą przez nas częściej, tylko do tej pory nie potrafiliśmy ich wykryć. Teraz będzie łatwiej – bo wiemy, że istnieją. Zwłaszcza, że kilka dni po pierwszym wyłapaniu sensacyjnego zakłócenia, LIGO wykrył kolejne – trochę słabsze. Dodatkowe informacje: Zachęcam do subskrypcji podkastu za pośrednictwem iTunes lub RSS (odnośniki poniżej). Jeśli uważasz, że warto, zostaw też parę dobrych słów w recenzji na iTunes i podeślij informację o podkaście znajomym. Dzięki! Źródło podkładu muzycznego: Garageband oraz Digital Voluntarism by go1dfish (c) 2013 Licensed under a Creative Commons Attribution Noncommercial (3.0) license. Ft: Jeris, guitarmy, Admiral Bob on iTuneson Androidvia RSS


Wielkie BUM czarnych dziur, czyli co nas wszystkich rozciągnęło? Der große BUM der schwarzen Löcher, oder was hat uns alle gestreckt? The big BUM of black holes, or what stretched us all? Большой БУМ черных дыр, или что нас всех растянуло?

Co się stanie, kiedy zderzą się dwa obiekty, każdy ważący tyle, co 30 Słońc? What happens when two objects collide, each weighing as much as 30 Suns? Prawdopodobnie bardzo duże BUM. Probably a very large BUM. Tak duże, że możemy je usłyszeć miliard 300 milionów lat później. So big that we can hear them one billion 300 million years later. I być może nawet załapać się na Nobla? Und vielleicht sogar einen Nobelpreis ergattern? And maybe even get a Nobel prize? O falach grawitacyjnych mówią dziś wszyscy, więc posłuchacie o tym również w „Świecie…”. Gravitationswellen sind derzeit in aller Munde, und so werden Sie auch in der "World of..." davon hören. Tym razem – w „Świecie w prawie sześć minut”. Diesmal - in "Die Welt in fast sechs Minuten". Zapraszam! W 1916 roku – niedługo po opracowaniu Ogólnej Teorii Względności – Albert Einstein stwierdził, że fale grawitacyjne istnieją. In 1916 - shortly after the development of General Theory of Relativity - Albert Einstein stated that gravitational waves exist. Następnie, że nie istnieją. Then that do not exist. Dwa lata później przedstawił konkretną teorię sugerującą, że fale grawitacyjne jednak istnieją. Trzy lata przed drugą wojną światową przygotował analizę twierdzącą, że ich nie ma. Three years before World War II, he prepared an analysis confirming that they were not there. Potem znów zmienił zdanie. Then he changed his mind again. A następnie przez sto lat czekaliśmy na potwierdzenie tej teorii. Fale grawitacyjne to “pofałdowanie” czasoprzestrzeni – coś takiego, jak ślad po wrzuceniu kamienia do gładkiego jeziora. Gravitational waves are the "folding" of space-time - something like a trail of a stone being thrown into a smooth lake. Kłopot polega na tym, że jeśli wrzucimy kamień do wody na środku Bajkału, to na jego brzegu nie zaobserwujemy nawet najmniejszego poruszenia wody. The trouble is that if we throw a stone in the water in the middle of Baikal, then on its shore we will not see even the slightest movement of water. Kosmos jest ciut większy od Bajkału, w związku z tym obserwowalne fale grawitacyjne muszą być efektem naprawdę wielkiego zderzenia. The cosmos is a bit larger than Baikal, therefore the observable gravitational waves must be the result of a really great collision. I tak jest w tym przypadku – z obliczeń wynika, że fala która przeszła przez Ziemię w drugiej połowie 2015 roku była efektem połączenia się dwóch czarnych dziur – jednej tak ciężkiej jak 36 naszych Słońc, drugiej – jak Słońc 29. Und so ist es auch in diesem Fall: Berechnungen zeigen, dass die Welle, die in der zweiten Hälfte des Jahres 2015 über die Erde lief, das Ergebnis der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher war - eines so schwer wie 36 unserer Sonnen, das andere so schwer wie Sonne 29. Trwające ułamek sekundy zderzenie wygenerowało sporo energii – równowartość trzech naszych Słońc wyparowała i przekształciła się w falę grawitacyjną. Die Kollision, die nur den Bruchteil einer Sekunde dauerte, erzeugte eine Menge Energie - das Äquivalent von drei unserer Sonnen verdampfte und wurde in eine Gravitationswelle umgewandelt. Wytworzona w ten sposób energia przewyższała całą energię wyemitowaną w tym czasie przez wszystkie gwiazdy wszechświata. Die auf diese Weise erzeugte Energie überstieg die gesamte Energie, die von allen Sternen des Universums zu dieser Zeit ausgestrahlt wurde. The energy generated in this way exceeded all the energy emitted at that time by all the stars of the universe. Miało to miejsce 1.3 miliarda lat temu tak daleko, że lecąca z prędkością światła fala dotarła do nas dopiero kilka miesięcy temu. I mimo to udało się nam ją zaobserwować. Und doch haben wir es geschafft, sie zu beobachten. Jak? Przez ułamek sekundy coś ścisnęło i rozciągnęło czasoprzestrzeń, w której się znajdujemy. Für den Bruchteil einer Sekunde hat etwas das Raum-Zeit-Kontinuum, in dem wir uns befinden, zusammengedrückt und gedehnt. Nie zauważyliście? Nic dziwnego – kula ziemska (i wszystko co na niej się znajduje) wydłużyła się na ułamek sekundy o niewielką część milimetra, więc mieliśmy małe szanse to odczuć. Kein Wunder, denn der Globus (und alles darauf) dehnte sich für den Bruchteil einer Sekunde um den winzigen Bruchteil eines Millimeters aus, so dass wir kaum eine Chance hatten, ihn zu spüren. Gdyby to rozciągnięcie było wielokrotnie większe, obserwowana z oddali Ziemia wyglądałaby tak: Zbiegiem okoliczności, chwilę wcześniej rozpoczęto próbne, po trwającej siedem lat modernizacji, uruchomienie LIGO – laserowego detektora fal grawitacyjnych. Wäre diese Strecke um ein Vielfaches größer, würde die Erde aus der Ferne betrachtet so aussehen: Der Probestart von LIGO, dem laserbasierten Gravitationswellendetektor, war zufällig kurz zuvor nach einer siebenjährigen Aufrüstung erfolgt. Wykrywacz fal grawitacyjnych składa się z dwóch prostopadłych rur, długich na 4 kilometry. To chyb najdłuższe na świecie konstrukcje zawierające NIC – są izolowane od otoczenia i opróżnione z gazów tak skutecznie, że kiedy kilka lat temu w jedną z nich uderzyła ciężarówka, nie zakłóciło to eksperymentu. These are the longest constructions in the world containing NIC - they are insulated from the environment and emptied of gases so effectively that when a truck hit one of them a few years ago, it did not interfere with the experiment. Z jednego miejsca wychodzi promień laserowy, który ulega rozszczepieniu na dwa prostopadłe promienie – każdy z nich wycelowany w lustra na końcu korytarzy. A laser beam comes out of one place, which splits into two perpendicular rays - each of them aimed at the mirrors at the end of the corridors. Odbite (stukrotnie) promienie lasera trafiają do detektora. Reflected (hundred times) the laser rays go to the detector. Każdy z nich przebył dokładnie taką samą drogę – detektor jest w stanie stwierdzić jeśli stałoby się inaczej. Each of them traveled exactly the same way - the detector is able to tell if it would happen otherwise. Jeśli jeden z promieni przebyłby dłuższą drogę oznaczałoby to, że albo ktoś przesunął zwierciadło, albo jakaś siła rozciągnęła tunel. If one of the rays traveled a long way it would mean that either someone moved the mirror or some force extended the tunnel. W szkołach uczono nas, że atom składa się z jądra, protonu i neutronu. We were taught at schools that an atom consists of a nucleus, a proton and a neutron. To się później okazało kłamstwem, ale wiemy, że proton to coś dość małego. This later turned out to be a lie, but we know that the proton is something quite small. Wygląda na to, że we wrześniu coś przesunęło na chwilę jedno z luster LIGO o dystans jednej tysięcznej średnicy protonu. It seems that in September something moved one of the LIGO mirrors for a moment by a distance of one thousandth of a proton diameter. Błąd pomiaru? Można by tak założyć, gdyby nie jeden problem – jako dodatkowy środek bezpieczeństwa, 3 tysiące kilometrów dalej wybudowano identyczne laboratorium, w którym – w tym samym momencie – zaobserwowano identyczne wydłużenie drogi jednego z laserów. Davon könnte man ausgehen, wäre da nicht ein Problem: Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme wurde ein identisches Labor in 3.000 Kilometern Entfernung errichtet, in dem zum gleichen Zeitpunkt eine identische Bahnverlängerung eines der Laser beobachtet wurde. One could assume that, if not for one problem - as an additional safety measure, an identical laboratory was built 3,000 kilometers away, in which - at the same time - the identical elongation of one of the lasers was observed. Chcecie posłuchać, jak brzmi przekształcenie odczytu LIGO na falę akustyczną? Do you want to listen to the conversion of LIGO reading into an acoustic wave? Proszę uprzejmie. frage ich höflich. Please, kindly. Jeśli wyniki się potwierdzą, liderzy projektu mają duże szanse na Nobla. To byłaby już druga nagroda Nobla przyznana za badania nad falami grawitacyjnymi – pierwszą przyznano w 1993 za udowodnienie, że dwa okrążające się pulsary tracą energię wytwarzając zaburzenia w czasoprzestrzeni. This would be the second Nobel prize awarded for gravitational waves research - the first was awarded in 1993 for proving that two circling pulsars lose energy by producing space-time disturbances. A co to oznacza w praktyce? Po pierwsze – mamy kolejne potwierdzenie trafności ogólnej teorii względności. First of all - we have another confirmation of the accuracy of general relativity. Einstein się nie mylił (co generalnie nie jest trudne, bo – jak wspomniałem na początku – parokrotnie zmieniał zdanie). Einstein was not wrong (which is generally not difficult, because - as I mentioned at the beginning - he changed his mind several times). Po drugie – mamy dowód na to, że czarne dziury występują parami, potrafią się okrążać i zderzać podobnie jak np. planety. Po trzecie – wygląda na to, że sporo pieniędzy zostanie teraz władowane w badania nad zakłóceniami osnowy rzeczywistości, co – mniej poetycko mówiąc – pozwoli nam w przyszłości dokładniej badać historię wszechświata. Thirdly - it seems that a lot of money will now be invested in research into distortions of the reality matrix, which - in a less poetic way - will allow us to study the history of the universe in more detail in the future. Bo fale grawitacyjne przechodzą przez nas częściej, tylko do tej pory nie potrafiliśmy ich wykryć. Because gravitational waves pass through us more often, only until now we have not been able to detect them. Teraz będzie łatwiej – bo wiemy, że istnieją. Now it will be easier - because we know they exist. Zwłaszcza, że kilka dni po pierwszym wyłapaniu sensacyjnego zakłócenia, LIGO wykrył kolejne – trochę słabsze. Especially since a few days after catching the sensational disturbance for the first time, LIGO detected another - a little weaker. Dodatkowe informacje: Zachęcam do subskrypcji podkastu za pośrednictwem iTunes lub RSS (odnośniki poniżej). Jeśli uważasz, że warto, zostaw też parę dobrych słów w recenzji na iTunes i podeślij informację o podkaście znajomym. Dzięki! Źródło podkładu muzycznego: Garageband oraz Digital Voluntarism by go1dfish (c) 2013 Licensed under a Creative Commons Attribution Noncommercial (3.0) license. Ft: Jeris, guitarmy, Admiral Bob on iTuneson Androidvia RSS