Lub Tshuab Nqus Tsev Hluav Taws Pab Pab Txhawb Cov Kaw Dub

Lub tshuab nqus tsev technology pab pov thawj dub qhov muaj nyob

qhov chaw ntawm daim duab : Thaum Tshav Qab Nram Qab Teb Telescope Collaboration

Thaum 21:00 ntawm lub Plaub Hlis 10, 2019, lub sijhawm EventHorizon Telescope (EHT) tau muaj ib lub rooj sib tham sib sim rau 6 qhov chaw thoob plaws ntiaj teb, xws li Brussels, San Diego, Shanghai, Taipei, Tokyo, thiab Washington.

Dab tsi yog qhov dub?

Dub qhov yog ib hom ntawm lub cev xilethi-aus hauv kev sib raug zoo niaj hnub no. Lub ntiajteb txawj nqus ntawm qhov dub yog qhov zoo kawg nkaus uas qhov kev khiav dim tshaj nyob rau hauv kev tshwm sim qab ntug yog siab tshaj qhov ceev ntawm lub teeb. Lub qhov dub yog qhov khoom uas nws curvature yog li ntawd zoo kawg nkaus uas lub teeb tsis tuaj yeem khiav ntawm nws qhov kev tshwm sim qab ntug.

Xyoo 1916, German astronomer Karl schwarzschild Einstein gravitational field equation yog tau los ntawm kev siv lub tshuab nqus tsev hauv qhov kev daws teeb meem, kev daws teeb meem qhia tau hais tias yog me ntsis mus mloog cov khoom loj hauv qhov chaw, qhov chaw nyob yuav tsim coj txawv txawv, uas tshwm sim nyob ib ncig ntawm cov khoom tus interface - cov "kev tshwm sim qab ntug" ib zaug hauv lub interface, txawm tias lub teeb yuav khiav dim. Cov "zoo kawg khoom" tau lub npe hu ua "black hole" los ntawm American physicist John Archibald wheeler.

Dab tsi yog gravitational tsis?

Gravitational tsis yog tsim thaum khoom loj heev xws li neutron cov hnub qub los yog dub qhov tseb thiab ua kom sib phim. Thaum lawv sib tsoo, lawv taug kev nyob ze rau kev ceev ntawm lub teeb. Raws li lawv cov lus nug, cov tsis muaj qhov tsis sib haum lawv tau tawm ntawm qhov siab thiab rub qhov chaw, deforming space-time. Tus deformation yog ib qho me me thiab vibratory. Figuratively hais lus, nws zoo ib yam li ripples ntawm cov dej tshwm sim los ntawm lub pob zeb pov rau hauv dej.

Nyob rau lub Cuaj Hli Ntuj 2015, LIGO (Laser Interferometer Gravitation WaveObservatory) hauv Louisiana thiab Washington xeev hauv tebchaws United States xub pom cov teeb meem gravitational ncaj nraim hauv lub ntiaj teb, yog li lees tias Einstein txoj kev xav ntawm cov kev txwv ntawm qhov muaj zog gravitational ntawm qhov chaw thiab ua qhov kev sib tw hauv cov neeg kawm hauv siab. Lub tshuab nqus tsev ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv LIGO qhov kev ntsuam xyuas zoo nkauj. Lub thoob ntiaj teb nqus tsev nqus dej yuav tsum ntsuas LIGO thiab cov kev sim yooj yim.

E = MC2: qhov no yog qhov tseeb tshaj plaws hauv cov qauv hauv physics. Nws yog ib feem ntawm txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo los ntawm Albert Einstein nyob rau hauv 1905 thiab piav qhia qhov sib npaug ntawm qhov loj thiab lub zog. Ntau xyoo tom qab ntawd, tus kws kho-neeg ntiaj teb uas nrov npe hu ua nws qhov kev soj ntsuam thiab kev ua zauv tau piav txog cov xwm txheej ntawm kev tsis sib haum xeeb raws li nws txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo, luam tawm xyoo 1915. Tau 100 xyoo, qhov kev xav tau txais los ntawm cov kws kho mob. Nrog kev pab los ntawm laser interferometer gravitational-nrau observatories nyob rau hauv Washington thiab Louisiana, cov kws tshawb fawb tau ntes tau thawj zaug rau cov hluav taws xob ua thaum ib tug dub dub qhov tsoo. Tom qab ntawd, lub neej ntawm ob lub dub qhov system paub tseeb tias, thiab nws txoj kev ntseeg tau pom tias yuav ua raws li Einstein qhov sib npaug.

Qhia tau meej heev rau Einstein txoj kev xav

Nyob rau lub Cuaj Hli Ntuj 2015, LIGO tau xub pom cov teeb meem gravitational ntawm cov merger ntawm ob lub qhov dub nyob hauv ib lub galaxy 1.3 billion lub teeb-xyoo tam sim ntawd. Tsis tsuas yog ua li no ua kom tiav Einstein txoj kev xav, tab sis cov kev tshawb pom no yog thawj zaug kom pom tseeb tias muaj qhov khoob dub. Rau cov neeg tshawb fawb, txoj kev nrhiav pom tias lub caij tshiab nyob rau hauv kev tshawb fawb, piv rau txoj hauj lwm astronomical pib los ntawm Galileo hauv tiam 17th century.

Nyob rau lub Cuaj Hli Ntuj 2015, LIGO tau xub pom cov teeb meem gravitational ntawm cov merger ntawm ob lub qhov dub nyob hauv ib lub galaxy 1.3 billion lub teeb-xyoo tam sim ntawd. Tsis tsuas yog ua li no ua kom tiav Einstein txoj kev xav, tab sis cov kev tshawb pom no yog thawj zaug kom pom tseeb tias muaj qhov khoob dub. Rau cov neeg tshawb fawb, txoj kev nrhiav pom tias lub caij tshiab nyob rau hauv kev tshawb fawb, piv rau txoj hauj lwm astronomical pib los ntawm Galileo hauv tiam 17th century.

Lub ntes ua haujlwm ntawm Michelson interferometers. Hauv ib qho interferometer, ib txoj kab hluav taws laser yog sib cais los ntawm ib tug nqaj splitter thiab dhau los ntawm kev kho qhov muag iav los ntawm ob txoj kev ywj pheej ntev li ntev tau. Lub nqaj laser yog tom qab ntawd ua ke nyob rau hauv lub ntsuas. Nyob rau hauv no txoj kev, qhov tsawg kawg nkaus lub sij hawm sib txawv ntawm davhlau ntawm laser beam uas ua los ntawm gravitational yoj yuav ntsuas. Txawm nyob hauv ib daim iav 4km sib nrug, qhov tsis muaj qhov teeb meem ua rau lub laser kab teeb txawv nyob deb li ntawm tsuas yog ib txhiab (10-18m) ntawm qhov luaj li cas ntawm ib tug nucleus.

'dub qhov' ua 'tsis muaj gravitational tsis'
Lub tshuab nqus tsev cog lus qhia tias lub neej tsis muaj kev vam!

Lub tshuab nqus tsev tshuab los ntawm Pfeiffer Vacuum , uas yog siv hauv qhov sim ua LIGO, yuav tsum tau ua kom paub tseeb tias cov xwm txheej tsis muaj zog hauv lub ntiaj teb. Yuav kom paub meej tias qhov kev ua haujlwm zoo li cas, ob lub teeb ci ntawm lub laser yuav tsum tsis txhob cuam tshuam. Yog li ntawd, laser kab thiab cov iav qhov muag raug muab tso rau hauv lub ultra-siab nqus tsev system. Yuav kom ntseeg tau tias qhov zoo thiab kev ntseeg ntawm lub cev, yog li ntawd qhov kev sim ua kom tiav tsis zoo, nws xav tau kev mus txog kaum xyoo ntawm kev npaj. Ua ib feem ntawm txoj kev npaj no, cov kev tshawb fawb tau ua tiav nyob rau hauv physics cov koom haum thoob plaws ntiaj teb los npaj rau cov kev sib tw yoj.

Lub tshuab nqus tsev vacuum muab lub tshuab nqus tsev rau ntau cov kev sim yooj yim. Lub tshuab nqus tsev nyob hauv LIGO sojntsuam tseem muaj kev soj ntsuam los ntawm cov kev ntsuas PVD. Universal nqus tsev HiPace molecular twj thiab huab hwm coj spectrometers yog siv los tiv thaiv zoo thiab ntes leaks rau tus kab mob ntawm cov kab teeb ci loj heev ci ci. Cov cuab yeej siv no yog siv los tswj cov kab mob uas yuav tsum tau muaj nyob rau hauv cov kav dej thiab muab cov kev tsim nyog rau tej qhov chaw tsim nyog rau kev sim ua tau zoo .

Zuag qhia tag nrho, lub luag haujlwm ua lub tshuab nqus tsev ua haujlwm hauv LIGO qhov kev sim ua haujlwm li cas?

Nyob rau hauv 4 km cantilever, ib lub tshuab nqus tsev uas muaj qis dua 10-9 torr yuav tsum tsis txhob muaj lub suab nrov hauv qhov tawm ntawm tus interferometer los ntawm cov cua ntsawj ntshab ntawm cov pa roj molecules. Lub suab nrov loj tshaj plaws los ntawm macromolecules, uas muaj polarized heev thiab maj mam txav.

Hauv chav kuaj chamber, lub hnab ntim tsawg tshaj 10-8 torr yuav tsum tau zam lub zog ntawm kev sib tw ntawm qhov kev sib tw loj vim los ntawm kev sib tsoo ntawm cov roj seem ntawm cov roj. Ib yam li ntawd, qhov atoms hnyav ua suab ntau dua li sib dua.

Yam twg yuav tsum muaj lub tshuab nqus tsev dab tsi?
Ntxiv rau cov kev xav tau hais los saum toj no, lub tshuab nqus tsev vacuum yuav tsum ua hauj lwm nti tawm tau ntau lub hlis rau ib lub sijhawm. Tsis tas li ntawd, lub vibration ntawm lub tshuab nqus tsev twj yuav tsis cuam tshuam rau qhov kev xeem zoo.

Lub hav zoov tsis muaj qhov tsis paub tseeb, thiab nrog nws Einstein txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo. Qhov no txhais li cas rau LIGO qhov kev sim ua haujlwm? Nws yuav ua haujlwm li cas?
Cov hom phiaj tseem tsis tau tiav. Tsuas yog ib kauj ruam me me tom ntej. Nrog cov qauv tsim kho kom zoo, LIGO yuav qhib rau thaj chaw ntawm qhov kev sib tw ntawm lub zog gravitational. Qhov no yog ib qho tshiab hauv astrophysics, tshawb txog lub ntiaj teb tsaus ntuj nti los ntawm kev pom cov teeb meem gravitational emitted los accelerating teeb meem thoob plaws lub ntiaj teb. Peb paub tias muaj ob chav dub qhov system thiab hnub qub neutron. Tab sis lawv tseem yuav kawm tau. Qhov loj spectra ntawm qhov dub yuav muab cov lus qhia txog lawv tus qauv thiab qhia lawv qhov tseem ceeb hauv kev tshawb fawb. Neutron cov hnub qub muab peb ua ib qho kev sib npaug rau lub xeev ntawm qhov teeb meem ntawm nuclear thiab tej zaum peb yuav qhia rau peb li cas hnyav ntsiab daim ntawv hauv lub qab ntuj khwb. Yog tias peb yuav pom ib lub supernova, cov tsis muaj qhov vuag tsis txaus yuav qhia tawm lub txheej txheem ntawm lub hnub qub vau. Tej zaum yuav muaj tej qhov chaw tshiab tsis muaj vuam voos uas peb tsis tau xav txog.