גלי כבידה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
המחשה דו-ממדית של גלי כבידה מתפשטים במרחב-זמן כתוצאה ממערכת כוכבים בינארית

גל כבידה (להלן גרסאות שונות למונח) הוא הפרעה של עקמומיות במרחב-זמן, המתפשטת במרחב. גלי כבידה הם תוצאה של תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין, והתפשטותם מתוארת ע"י משוואות איינשטיין. איינשטיין הסיק את קיומם עם פיתוח תורת היחסות הכללית במאמרים מ-1916 ו-1918,, אך סבר שהם יהיו חלשים מכדי להמדד אי פעם. עדות עקיפה לקיומם התקבלה ב1974 (להלן), ומדידה ישירה ב2015.

על פי תורה היחסות הכללית, גלי כבידה נוצרים על ידי תנועה של מקורות של שדה הכבידה. דוגמה אופיינית למערכת שצפוי כי תייצר גלי כבידה היא מערכת בינארית של כוכבים (או מערכות מורכבות יותר, אפילו גלקסיות), אשר סובבים סביב מרכז המסה של המערכת. באופן כללי עוצמתם של גלי כבידה צפויה להיות חלשה מאד, אולם כאשר מדובר בתנועה במהירויות הקרובות למהירות האור, בין גופים אסטרונומיים קומפקטיים, מאסיביים מאד וקרובים מאד זה לזה, כגון צמד של חור שחורים , כוכבי נייטרונים או ננסים לבנים, ייצרו תוך כדי הקפתם ההדדית קרינת כבידה חזקה דיה כך שעל אף מרחקם הגדול ממערכת השמש שלנו, ניתן יהיה למדוד אותה בסביבת כדור הארץ, באופן ישיר, באמצעים טכנולוגיים מתאימים.

בפברואר 2016 הכריזו מדענים אמריקאים על תגלית גלי הכבידה שהן ראיות מבוססות לקיומם של גלי כבידה ביקום[1].

גרסאות שונות למונח[עריכת קוד מקור | עריכה]

המונח גלי כבידה שימש בעבר בעיקר לתיאור גלים משטחיים על פני נוזל בהשפעת כוח הכבידה - אדוות, תופעה לא־יחסותית, המכונה באנגלית Gravity Wave. המונח האנגלי לגלים במרחב הזמן־חלל המתוארים בתורת היחסות הכללית הוא Gravitational Wave, שיש לתרגם גלים כבידתיים או גלים גרביטציוניים (או קרינה כבידתית או קרינה גרביטציונית). אף על פי כן, המונח גלי כבידה נפוץ גם לתיאור תופעה זו.

פרויקטים לחיפוש עדות על גלי כבידה באמצעות מדידה ישירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

אינטרפרומטריה אטומית למציאת קרינת כבידה, NASA.

LIGO[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – LIGO

LIGO (ראשי תיבות של Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) הוא פרויקט משותף של המכון הטכנולוגי של קליפורניה, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ועוד אוניברסיטאות רבות, הוא הפרויקט היקר ביותר של הקרן הלאומית למדע (נכון לשנת 2002, עם השקעה של כ 365 מיליון דולר). מטרתו למדוד גלי כבידה באופן ישיר. צמד גלאי הענק ששימש בפרויקט בין השנים 2002–2010 פורק לאחר שלא גילה סימן לקיומם של גלי כבידה.

צמד של גלאים רגישים יותר (Advanced LIGO) הופעל בספטמבר 2015[2]. ב-11 בפברואר 2016 הכריזו ראשי התוכנית כי עמדו במשימתם וגילו את גלי הכבידה[3].

eLISA[עריכת קוד מקור | עריכה]

בפרויקט LISA המקורי[4] (ראשי תיבות של  Laser Interferometer Space Antenna) שהיה משותף לNASA ולסוכנות החלל האירופית תוכננה הצבת אינטרפרומטר חללי במערך שהיה אמור להיות מורכב משלוש חלליות נושאות לייזרים וגלאים, במבנה משולש כשהמרחק ביניהן 5 מיליון ק"מ לשם יצירת אינטרפרומטר ענק שאורך זרועותיו בהתאם. הפרויקט בוטל עם הודעתה של NASA באפריל 2011 על פרישתה מהפרויקט מסיבות תקציביות. עקב כך נערכה סוכנות החלל האירופית לפרויקט חדש וצנוע יותר המכונה eLISA (ראשי תיבות של Evolved Laser Interferometer Space Antenna) ושהשלמתו מתוכננת לשנת 2034.

לווין הדגמה LISA PFM שוגר בדצמבר 2015.

Einstein@Home[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרויקט Einstein@Home משתמש בטכנולוגיית חישוב מבוזר קהילתי בשם (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC. הפרויקט מחפש גלי כבידה שמקורם בפולסרים באמצעות סקירת מידע שנאסף בעבר בפרויקט LIGO.

עדויות עקיפות לקיומם של גלי כבידה[עריכת קוד מקור | עריכה]

עדות בלתי ישירה לקיומם של גלי כבידה התקבלה ב1974 מתוך זיהוי עליה בתדירות הסיבוב של צמד כוכבי נייטרונים, דבר היכול להעיד על מערכת המאבדת אנרגיה באמצעות פליטתה כגלי כבידה[5]. על תגלית זו זכו בפרס נובל ראסל הולס וג'וזף טיילור ב1993.

במרץ 2014 פורסמו תוצאות מדידות של הטלסקופ BICEP (אנ') העשויות להצביע בעקיפין על קיומם של גלי כבידה בשלב התפיחה של המפץ הגדול[6]. אחר בדיקה מחודשת של התוצאות פורסם באוקטובר 2014 כי ככל הנראה נפלו טעויות בהערכת הממצאים, וכי לא ניתן לייחס למדידות אלו את קיומם של גלי כבידה בשלב התפיחה של המפץ הגדול. הבהרה של מהות הממצאים התפרסמה על ידי צוות לוויין החלל האירופאי Planck באוקטובר 2014[7].

גילוי גלי כבידה[עריכת קוד מקור | עריכה]

גילוי גלי הכבידה על ידי צוות LIGO, רישום בגלאי בליוינגסטון, לואיזיאנה (מימין), והאות שנקלט בהנפורד, וושינגטון (משמאל), בהשוואה לניבוי התאורטי
Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – תגלית גלי הכבידה

ב-11 בפברואר 2016, הודיע צוות פרויקט LIGO כי הם איתרו אות של גלי כבידה. האות נקלט ב-14 בספטמבר 2015, בשעה 10:51 UTC. גלי הכבידה היו תוצאה של התנגשות של שני חורים שחורים, שכל אחד מהם בעל מסה של כ-30 מסות שמש, וקוטר של כ-150 ק"מ. הגופים הללו הקיפו מרכז מסה משותף (בדומה לפולסר זוגי), אולם במקרה הזה הם התקרבו זה לזה עד שהתאחדו לחור שחור אחד[8]. התגלית קיבלה את הסימון GW150914, קיצור של: Gravitational Wave 2015-09-14.

ב-15 ביוני 2016, מדעני LIGO הודיעו כי הצליחו לזהות אירוע נוסף של גילוי גלי כבידה. האות נקלט ב-26 בדצמבר 2015, בשעה 3:38 (UTC). אירוע זה התרחש בעקבות מיזוג של שני חורים שחורים, בעלי מסות של 14.2 מסות שמש ו-7.5 מסות שמש, במרחק של 1.4 מיליארד שנות אור[9]. תגלית זו קיבלה את הסימון GW151226[10]

אירוע נוסף נקלט בגלאים ב-12 באוקטובר 2015, ודווח לצד הגילוי הראשון בפברואר 2016 ובסיכום ההרצה הראשונית [11]. המובהקות שלו נחשבת נמוכה מסף הגילוי הודאי, ועל-כן הוא נקרא LIGO VIRGO Trigger ומסומן LVT151012, במקום סימון GW. גם מקורו של אירוע זה בהתמזגות שני חורים שחורים.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא גלי כבידה בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]