《纽约客》写了一篇文章引力波的存在:科学家终于发现他们的内幕。这篇文章描述了如何Rainer维斯教授的想法建立设备足够灵敏探测时空涟漪成了一名职业的痴迷和长达半个世纪的探索。这个任务有一个团队超过1000名科学家和工程师专注于2015年的任务。去年9月,维斯教授的概念验证设备记录时微弱的唧唧,成功地探测到引力波。

维斯第一次发表他的想法对激光干涉引力波天文台(LIGO)在1972年。它呼吁发射一束激光,分成2垂直光束,然后重新创建一个特定的干涉图样。但在1972年,大部分的科学界怀疑黑洞和引力波的存在,使其成为挑战基金这样的努力。

2015年9月,LIGO证明爱因斯坦是对的

阿尔伯特·爱因斯坦在1915年预测引力波的存在作为广义相对论理论的一部分。1916年,他告诉卡尔Schwartzchild,黑洞的发现者,引力波并不存在。他将触发器的两倍。

100年后,先进LIGO(回路微调)记录两个黑洞碰撞的声音,提供第一个引力波的直接证据。相应的研究纸发表在今年2月。

两个天文台

两个天文台建成:一个在华盛顿州,和一个在路易斯安那州。他们是由美国国家科金宝app学基金会和经营的麻省理工学院和加州理工学院。相反的研究空间,LIGO侦听事件证明超越极限的电磁波谱望远镜。

初始LIGO跑从2000年到2010年,被称为是一个实验性的版本。在过去的5年,整个系统重建增加灵敏度,捕捉引力波的存在。新系统被称为回路微调。操作后仅两天,回路微调成功探测到引力波。测量回路微调时空的扩张和收缩。

1 x 10^-18年计精度

回路微调天线是l型真空室。每个臂长4公里,包含950万升的空的空间。有镜子挂在每个手臂,被玻璃线程。武器必须完全隔绝外部噪音和振动为了维持他们的准确性。

回路微调可以检测变化的一个胳膊小attometer,或1×10⁻¹⁸米。基本上,回路微调使用一个结构,它将会超过拉伸整个曼哈顿测量变化时空1/10,000质子的直径的大小。

即使这一刻敏感性,只有巨大的宇宙事件是“足够响亮”被捕。2015年9月14日,一个信号被捕获在利文斯顿的网站。7毫秒后,同样的信号汉福德的网站。

咿咿

详细的分析表明,“唧唧”,当两个黑洞相撞引起的。一个是36倍大太阳,另一个是29。就在碰撞之前,他们彼此环绕250次每秒,响亮的声音。响停止时结合创造一个黑色整个相当于62个太阳的质量。这发生在13亿年前的五分之一秒。

碰撞释放3倍太阳质量的能量。这种能量了引力波的形式。如果是可见光,”它将相当于十万亿亿个太阳”。这巨大的能量13亿光年前往最终将回路微调镜子只有4/1000直径一个质子。

LIGO研究和MATLAB

超过1000名科学家和工程师正在LIGO,更多研究人员的贡献在几十年的工作,导致2015年的突破。有三个主要领域的数学/模拟LIGO背后的突破:模拟的引力波,搜索获得的数据匹配的数值模拟和物理系统本身的设计,包括降噪。

大部分的研究都集中在所需的精度检测时空的扭曲。这里有很多相关的文章中使用MATLAB LIGO设计:

• Optikle是一个基于matlab仿真工具用于计算的频域传递函数干涉仪光学装置,包括辐射压力。它还计算量子噪声限制干涉仪的性能。它的作者是教授马修•埃文斯。
• GWINC计算预期的引力波探测器噪声性能基于其设计参数。GWINC是一个基于matlab工具。GWINC被用在许多研究论文,包括位移噪音先进LIGO三重悬浮液m·埃文斯和p . Fritschel。
• 期刊文章有源噪声取消暂停干涉仪,詹妮弗·c·Driggers分研究,使用MATLAB导入的数据长度为腔反馈信号,并构建和应用维纳滤波器。
• 2015年的封面LIGO杂志显示,LIGO汉福德X-arm结束测验质量(ETM)。

在描述图像,该杂志解释说:

“梁反映测验质量表面在垂直位置截然相反,流离失所的中心质量。梁的位置必须维护几毫米的最佳位置,以避免校准错误产生的弹性变形的质量。一个基于matlab的程序由达尔汗Tuyenbayev UTB(研究生),由托马斯·阿伯特(从路易斯安那州立大学研究生)实现使用这样的ETM表面的图像,当光束存在,确定光子的位置校准器光束质量测试表面。”

诺贝尔物理学奖?

许多推测本研究将获得诺贝尔物理学奖。在研究所的物理学杂志上物理世界,Neil Turok主任周边应用物理研究所说,LIGO的发现是“比奖项更重要”。他接着说,他有信心,它将赢得诺贝尔奖。维斯教授和其他LIGO研究人员已经收到许多科学界的广泛赞许。

• 5月2日,LIGO人员收到了特殊的突破基础物理学奖,认识到科学家和工程师导致引力波的探测。
• 5月4日,研究团队也收到了2016年格鲁伯宇宙学奖。

LIGO是一种事业,结合物理和工程处理被认为是一个遥不可及的目标。展望未来,ESA等项目丽莎探路者将继续使用LIGO原则来更好的了解我们的宇宙。丽莎已经开始其科学任务证明关键技术和技术需要从太空观察引力波。(和丽莎是利用MATLAB!)

要了解更多,请阅读克里夫硅藻土的文章暗能量引力波。