torstaina, maaliskuuta 09, 2006

Gravitaatioaallot

Gravitaatioaallot, mitä ne on? Isaac Newton(1643-1727) oivalsi legendan mukaan, kun näki omenan putoavan, että on jokin voima jota kutsumme gravitaatioksi. Gravitaatiosta tuli yksi neljästä perusvoimasta maailmankaikkeudessamme. Sitten tuli Einstein(1879-1955) joka loi suhteellisuusteorian. Yleinen suhteellisuusteoria ennustaa avaruuden kaareutumisen, minkä voi kuvitella tarkoittavat samaa kuin kalvolla oleva pallo painaa kalvoon kuopan. Kun tähän kuoppaan laittaa vauhdilla pienemmän kuulan, pyörii se kuopassa niin kauan kuin energiaa riittää (vrt Aurinko on iso pallo ison kuopan tekemässä, ja pieni kuula on Maapallomme). Kun avaruudessa näin pyörii vaikkapa kaksi mustaa aukkoa, luovat nämä nelinapaisen aaltoliikkeen omilla suuren massan kuopillansa ja niiden häiriöillä. Sähkömagneettinen aaltoliike (valo) on kaksinapaista. Nelinapainen aaltoilu kulkee aika-avaruuden käyristymisinä valonnopeudella(299 792 458 metriä sekunnissa). Maassa on sitten muutamia observatorioita, jotka tutkivat peilistä heijastuvien samanvaiheisten lasersäteiden mahdollisia vaihe-eroja. Jos säde on samassa vaiheessa kuin lähtiessään, sammuttavat ne toisensa, mutta jos ne palaavat erivaiheisina, havaitaan tämä näkyvänä valona. Jos interferenssiä löytyy, olemme todennäköisesti havainneet häiriön aika-avaruudessa. Näitä eroja etsii LIGO- ja CEO-observatoriot, joiden työstä voi ottaa osansa omalle koneelleen einstein@home projektin myötä http://einstein.phys.uwm.edu/ Teoria ennustaa, että kaikki materia kiihtyy samalla nopeudella gravitaation vaikutuksessa, mutta jos tähän löydetään poikkeus, saadaan yhdistettyä Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttifysiikka. 60-luvulla kehitelty kvanttifysiikka ennustaa kaikki havaitsemamme ilmiöt gravitaatiota lukuunottamatta. Kvanttiteorian mukaan avaruus on rakeinen tarpeeksi pieneltä etäisyydeltä katsottuna. Nyt satelliitit etsivät edes yhtä pientä hiukkasta, joka kiihtyisi eri nopeudella kuin muut hiukkaset, ja voisimme todistaa kvanttigravitaatioteorian. Tästä ilmiöstä on juttua pimeän energian tähtien kohdalla, tuossa hiukan ylempänä. Nuo tähdet syntyisivät juuri kvanttigravitaatioteorian mukaan, eikä mustia aukkoja tarvittaisi ollenkaan. Sitten vielä yksi mielenkiintoinen ilmiö:"Pioneer-poikkeama". NASA:n kaksi Pioneeriluotainta 10 ja 11 ovat matkaamassa aurinkokunnastamme ulos, mutta tuntemattomasta syystä näiden vauhti hidastuu. Avaruudessa on "liikaa gravitaatiota" suhteessa meidän näköhavaintoihimme. Jokin tuntematon tekijä hidastaa laajenemista - painovoima vaikuttaa voimakkaammin kuin sen pitäisi!! Ja nämä tiedot gravitaatiosta löysin ESA:n, NASA:n, ja Helsingin yliopiston sivuilta. Kävin läpi muitakin lähteitä, mutta näistä otin pääpointit.