Apa yang Dibalik Pengumuman Gelombang Gravitasi yang Akan Datang?

Para saintis dari Observatori Gelombang Gravitational Wave Interferometer Laser (LIGO) akan membuat pengumuman utama penyelidikan pada hari Khamis, jam 10.30 pagi waktu Timur, pada sidang akhbar yang dihoskan oleh Yayasan Sains Nasional. Ada alasan yang cukup baik untuk mempercayai mereka akan mengumumkan penemuan gelombang graviti - akhirnya mengakhiri pencarian 100 tahun untuk salah satu tiang yang paling penting, namun sukar difahami, teori fizik moden untuk alam semesta.

Bulan lepas, ahli fizik teori dan genius secara keseluruhan Lawrence Krauss menulis bahawa dia mempunyai sebab untuk mempercayai saintis di LIGO - kerjasama antara para saintis di Caltech dan MIT - akhirnya menemui bukti gelombang graviti - 100 tahun selepas Albert Einstein mula-mula hipotesis kewujudan mereka sebagai cara untuk menerangkan fizik di sebalik kerelatifan umum. Krauss menulis di Twitter, "Kisah terdahulu saya tentang LIGO telah disahkan oleh sumber bebas. Tinggal! Gelombang graviti mungkin telah ditemui !! Mengujakan."

Jika anda hilang, inilah beberapa maklumat latar belakang. Kami (pada dasarnya) tahu gelombang graviti wujud, kerana kita tahu graviti adalah perkara yang sebenar. Tetapi kita tidak pernah mengesan gelombang tersebut - semua yang kita ada adalah bukti tidak langsung (anda tahu, epal yang jatuh dari pokok, atau anda jatuh ke bawah tangga).

LIGO bermula pada tahun 2002 dengan satu matlamat tertentu: mencari gelombang graviti. Ini pada dasarnya dicapai dengan mengimbas "riak" di ruang angkasa. Ini adalah ultra-kecil - pada skala satu sepuluh-ribu lebar proton. Oleh itu, anda memerlukan instrumen ultra sensitif untuk mencarinya.

Carian LIGO telah menghasilkan 13 tahun sia-sia. Walau bagaimanapun, pada bulan September lalu, projek itu mendapat peningkatan yang tinggi terhadap kemudahan dan instrumennya. Peralatan LIGO kini sudah tiga kali lebih sensitif untuk mencari gelombang graviti daripada sebelumnya.

Rupa-rupanya, ia mungkin hanya mengambil beberapa minggu untuk pelaburan untuk membayar:

Rumor pengesanan gelombang graviti di pengesan LIGO. Menakjubkan jika benar. Akan menghantar butiran jika ia selamat.

- Lawrence M. Krauss (@ LKrauss1) 25 September 2015

Siapakah yang dikatakan oleh Krauss? Itu tidak pernah jelas - dan dia tidak menawarkan sebarang nama atau petunjuk. Tetapi seseorang yang mempunyai hubungan rapatnya tidak akan mempunyai banyak masalah untuk berhubung dengan sumber yang boleh dipercayai. Belum lagi para saintis berhati-hati mengenai membuat apa-apa ramalan yang tidak berasas atau kurang disokong - jadi tidak mustahil bahawa Krauss mungkin telah mempelajari dengan tepat apa data LIGO itu.

Tetapi terdapat bukti yang mencadangkan mengapa LIGO hendak mengumumkan penemuan fizik yang paling penting pada tahun ini. Dalam e-mel bocor yang ditulis kepada fakultinya, pakar fizik teori Clifford Burgess menulis, "Spies yang telah melihat kertas itu mengatakan mereka telah melihat gelombang graviti daripada penggabungan lubang hitam binari."

Ya, betul: Ahli fizikal LIGO mungkin telah melihat dua lubang hitam yang meluas pada dasarnya membanting satu sama lain dan bergabung menjadi satu. Ini akan menjadi kejutan, memandangkan sasaran terbesar LIGO untuk mencari gelombang graviti telah sepasang bintang neutron. Cool, pasti - tetapi tidak hampir seperti epik sebagai dua lubang hitam yang mengenakan satu sama lain seperti marah dari domba jantan.

E-mel terus mengatakan bahawa isyarat itu mempunyai pengesanan statistik 5.1 sigma - melebihi penggunaan fizikis standard 5-sigma untuk menyerlahkan pemerhatian yang luar biasa. Kedua-dua interferometer LIGO, yang digunakan untuk mencari dan mengukur gelombang graviti, mendapati penggabungan lubang hitam dengan kelewatan masa yang betul di antara mereka.

Menyerap semua ini dengan berhati-hati - kami tidak akan tahu apa yang pasti LIGO telah dijumpai sehingga pagi hari Khamis. Tetapi jika ahli-ahli fizik ini benar-benar telah menemui gelombang graviti, mereka tanpa ragu-ragu menahan Hadiah Nobel, dan akan mengubah dunia fizik yang tidak dapat diubah suai dari sini.