موجات الجاذبية

نحن نعلم أن مجال الفيزياء له العديد من الجوانب التي تجعل من الصعب جدًا على معظم الناس فهمها. أحد هذه الجوانب هو موجات الجاذبية. هذه الموجات تنبأ بها العالم البرت اينشتاين وقد تم اكتشافهم بعد 100 عام من توقعهم. إنها تمثل اختراقًا للعلم في نظرية النسبية لأينشتاين.

لذلك ، سنخصص هذا المقال لنخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول موجات الجاذبية وخصائصها وأهميتها.

ما هي موجات الجاذبية

نحن نتحدث عن تمثيل اضطراب في الزمكان ناتج عن وجود جسم هائل متسارع ينتج عنه تمدد للطاقة في جميع الاتجاهات بسرعة الضوء. تسمح ظاهرة موجات الجاذبية للزمكان بالتمدد دون أن يتمكن من العودة إلى حالته الأصلية. كما أنه يولد اضطرابات مجهرية لا يمكن إدراكها إلا في المختبرات العلمية المتقدمة. كل اضطرابات الجاذبية قادرة على الانتشار بسرعة الضوء.

تحدث عادة بين جسمين مكانيين أو أكثر وتنتج انتشارًا للطاقة يتم نقله في جميع الاتجاهات. هي ظاهرة تؤدي إلى توسع الزمكان بطريقة تمكنه من العودة إلى حالته الأصلية. لقد ساهم اكتشاف الموجات الثقالية بشكل كبير في دراسة الفضاء من خلال موجاته. وبفضل هذا، أصبح من الممكن اقتراح نماذج أخرى لفهم سلوك الفضاء وجميع خصائصه.

اكتشاف

على الرغم من أن إحدى الفرضيات الأخيرة لألبرت أينشتاين في نظريته النسبية كانت وصف موجات الجاذبية ، فقد تم اكتشافها بعد قرن. بهذا الشكل، يمكن تأكيد وجود هذه الموجات الثقالية التي أشار إليها أينشتاين. وبحسب هذا العالم فإن وجود هذا النوع من الموجات جاء من اشتقاق رياضي ينص على أنه لا يمكن لأي جسم أو إشارة أن تنتقل بسرعة أكبر من الضوء.

بعد قرن من الزمان في عام 2014 ، أعلن مرصد BICEP2 عن اكتشاف ومدرجات موجات الجاذبية التي نشأت أثناء توسع الكون في الانفجار الكبير. وبعد فترة وجيزة، تم دحض هذا الخبر عندما تبين أنه ليس حقيقيا.

وبعد مرور عام واحد، تمكن العلماء المشاركون في تجربة ليغو من اكتشاف مثل هذه الموجات. وبهذه الطريقة، ضمنوا حضورًا كبيرًا لإعلان الخبر. لذلك، على الرغم من أن الاكتشاف كان في عام 2015 ، إلا أنهم أعلنوا عنه في عام 2016.

الخصائص الرئيسية وأصل موجات الجاذبية

دعونا نرى ما هي الخصائص الأكثر تمثيلا التي تجعل موجات الجاذبية من أهم الاكتشافات في مجال الفيزياء في السنوات الأخيرة. هذه اضطرابات تغير أبعاد الزمكان بطريقة تمكنه من توسيعه دون السماح له بالعودة إلى حالته الأصلية. السمة الرئيسية هي أنها قادرة على الانتشار بسرعة الضوء وفي جميع الاتجاهات. إنها موجات عرضية ويمكن أن تكون مستقطبة. هذا يعني أن لها أيضًا وظيفة مغناطيسية.

يمكن لهذه الموجات نقل الطاقة بسرعة عالية وفي أماكن بعيدة جدًا. ربما يكون أحد الشكوك المثارة حول موجات الجاذبية هو أنه لا يمكن تحديد أصلها بالكامل. يمكن أن تظهر بترددات مختلفة حسب شدة كل منها.

على الرغم من أنه ليس واضحًا تمامًا ، إلا أن هناك العديد من العلماء يحاولون تحديد كيفية نشوء موجات الجاذبية. دعونا نرى ما هي المواقف المحتملة التي يمكن تكوينها فيها:

• عندما يتفاعل جسمان أو أكثر من الأجسام الفضائية عالية الكتلة مع بعضها البعض. يجب أن تكون هذه الكتل ضخمة حتى تسري قوة الجاذبية.
• حاصل ضرب مدارات ثقبين أسودين. يمكنك معرفة المزيد عن هذه الظاهرة في المقال حول الثقوب السوداء الهائلة.
• يمكن أن تتولد عن اصطدام مجرتين. من الواضح أن هذا شيء لا يحدث كل يوم
• يمكن أن تنشأ عندما يتطابق مداري نيوترونين.

الكشف والأهمية

دعونا الآن نلقي نظرة سريعة على كيفية تمكن علماء LIGO من التعرف على هذه الأنواع من الموجات. ونحن نعلم أنها تسبب اضطرابات ذات حجم مجهري ولا يمكن اكتشافها إلا من خلال أجهزة متقدمة للغاية من الناحية التكنولوجية. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن هذه الأجهزة حساسة للغاية. وهي تُعرف باسم مقاييس التداخل. وهي عبارة عن نظام من الأنفاق يبلغ طولها عدة كيلومترات ومرتبة على شكل حرف L. تمر أشعة الليزر عبر هذه الأنفاق التي يبلغ طولها كيلومترًا واحدًا، حيث ترتد عن المرايا وتتداخل عند عبورها. عندما يتم إنتاج موجة جاذبية، فمن الممكن اكتشافها بشكل مثالي من خلال تشوه في الزمكان. يحدث هذا التشوه بين المرايا في مقياس التداخل.

الأدوات الأخرى التي يمكنها أيضًا اكتشاف موجات الجاذبية هي التلسكوبات الراديوية. تستطيع هذه التلسكوبات الراديوية قياس الضوء الصادر من النجوم النابضة. وتكمن أهمية اكتشاف هذه الأنواع من الموجات في أنها تسمح للبشر باستكشاف الكون بشكل أفضل. وهذا بفضل هذه الموجات يمكنك أن تسمع جيدًا الاهتزازات التي تتوسع في الزمكان. لقد جعل اكتشاف هذه الموجات من الممكن فهم أن الكون يمكن أن يتشوه وأن جميع التشوهات تتوسع وتتقلص في جميع أنحاء الفضاء على شكل موجة.

تجدر الإشارة إلى أنه لكي تتشكل الموجات الثقالية، لا بد من حدوث عمليات عنيفة، مثل اصطدام الثقوب السوداء. ومن خلال دراسة هذه الموجات يمكننا الحصول على معلومات حول الأحداث والكوارث التي تحدث في الكون. يمكن لجميع الظواهر أن تساعد في فهم وتفسير العديد من القوانين الأساسية في مجال الفيزياء. وهذا يوفر قدرًا كبيرًا من المعلومات حول الفضاء، وأصله، وكيف تتشوه النجوم أو تختفي. ويتم الحصول على كل هذه المعلومات أيضًا لمعرفة المزيد عن الثقوب السوداء. مثال على موجة الجاذبية يتم العثور عليها في انفجار نجم أو اصطدام نيزكين أو عندما يتشكل ثقب أسود. يمكن العثور عليها أيضًا في انفجار سوبرنوفا.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن موجات الجاذبية وخصائصها.