יום רביעי, 14 במאי 2014

פוסט אורח - אופק בירנהולץ על גלים כבידתיים

חלקכם בוודאי שמע שמועות על כך שהייתה מסיבת עיתונאים ובה הכריזו הכרזה מרעישה בנוגע לגלים כבידתיים. היות וזה לא ממש התחום שלי, אני שמח לארח כאן את אופק בירנהולץ, דוקטורנט אצלנו במכון שעוסק ביחסות כללית, ושכתב פוסט בסגנון שאלות ותשובות כדי להסביר את הנושא ואת התגלית:

א. רגע, אז מה זה בכלל גלים כבידתיים?
זה בסה"כ די פשוט. קודם כל, נתחיל מזה שאור הוא בעצם גלים אלקטרומגנטיים: בגדול כל מטען חשמלי סטטי (שלא זז) מושך (או דוחה, בהתאם לסימן) כל מטען אחר - במילים אחרות יוצר שדה חשמלי בכל היקום שמצביע לכיוון שלו. אם מזיזים את המטען, מעכשיו כל שאר המטענים צריכים להימשך לנקודה חדשה, כלומר השדה בכל היקום משתנה, צריך להצביע למיקום החדש. אבל האינפורמציה על השינוי לא יכולה לנוע יותר מהר ממהירות האור, כלומר השינוי בשדה מתקדם במהירות האור, וזה נקרא גל (חשמלי-מגנטי, נעזוב רגע את המשמעות המגנטית שלו).
אז גלים כבידתיים זה ב-ד-י-ו-ק אותו דבר: כל מסה גדולה נייחת מושכת אליה כל מסה אחרת ביקום, כלומר יש לה שדה כבידתי בכל היקום, שמצביע בכל נקודה אליה. אם פתאום תאיץ אותה, השדה בכל היקום צריך להשתנות כדי להצביע למיקום החדש - אבל זה לא יקרה מיד בכל היקום, כי האינפורמציה מוגבלת לנוע במהירות האור, והתפשטות השינוי בשדה - זה גל כבידתי.

ב. אז סוף סוף גילו שיש גלים כבידתיים?
לא, יש תצפיות על ההשפעה של גלים כבידתיים כבר 30-40 שנה, במערכות של פולסארים בינאריים שהמסלול שלהם משתנה בגלל פליטת גלים כבידתיים. הפולסארים האלה פעילים ומסלולם משתנה כל הזמן, וזה באמת מקרה בו חישבו איך הוא אמור להשתנות בגלל פליטת קרינת כבידה, ואז מדדו לאורך עשרות שנים וראו התאמה (וקיבלו על זה נובל ב1993). אז עדות לקיומם של גלים כבידתיים יש, מקובלת, תצפיתית, אבל עקיפה: שינוי מסלול, בתצפית לייב, לא מדידת הגלים עצמם.

ג. אז עכשיו מדדו באופן ישיר?
לא, גם המדידה הנוכחית היא לא ישירה; לא מדדו את הגלים הכבידתיים בגלאי כבידה אלא ראו את ה"חותמת" שלהם על קרינת הרקע הקוסמית, בצורת קיטוב שלה.

ד. אז מה קטע?
מה שכן חדש הוא המקור - בפולסארים המקור הוא מאקרוסקופי (כוכבים מסתובבים) - וכאן מדובר במקור קוונטי.

ה. ו....
והמשמעות העיקרית היא עדויות תומכות באינפלציה קוסמית. הטיעון הוא שהמקור של הגלים האלה הוא פלוקטואציות קוונטיות קצת אחרי המפץ הגדול - פלוקטואציות מאד קטנות. אבל, טוענים שלגלים האלה - אז - היתה השפעה על קרינת הרקע הקוסמית (CMB), ושאם אנחנו מסוגלים למדוד את ההשפעה הזו כחתימה על קרינת הרקע הקוסמית היום (שימו לב - לפני מדידות של גלים כבידתיים ממקורות מקרוסקופיים אסטרונומיים שפעילים היום!), שזה מה שהודיעו אתמול שמדדו בוודאות גבוהה - אז בהכרח היו גלים כאלה אז, ומה שיותר משמעותי, אם אז הם היו חלשים והיום ההשפעה כ"כ גדולה שאפשר למדוד אותה, אז בהכרח היתה "מתיחה", או מה שנקרא "אינפלציה".

ו. וזה טוב או רע?
אין טוב או רע, זה מדע. זה מעניין, וזה מגניב, וזה אומר שיהיה עוד כסף לתחום (אז לי זה בכלל אחלה); אבל אין מודלים "יפים" לאינפלציה עדיין, אז זה גם קצת מבאס. מצד שני, אולי זה אומר שיש מודל יפה שרק עוד לא מצאנו, ועכשיו ינסו יותר

**עדכון בעקבות דיון פופוליסטי משהו בין כמה פיגורות מובילות בעולם הדתי בפייסבוק על המשמעות התיאולוגית של התגלית:
ז. האם זו העדות המכריעה למפץ הגדול? או למה גרם לו?
לא, כבר עשרות שנים שאין (כמעט) אף אחד בעולם המדעי שעוד מפקפק או מחפש "עדות מכריעה" למפץ הגדול, זו סוגיה שהוכרעה מזמן מזמן (למעשה, עוד כשאיינשטיין והאבל (על שמו הטלסקופ עם התמונות הכי יפות שראיתם) היו בחיים) - מנסים להבין רק מה בדיוק היה האופי שלו. כמו-כן, במודל המקובל של המפץ הגדול אין משמעות לשאלות כמו "מה קרה לפניו" או "מה גרם לו", כי אלה שאלות תיאולוגיות ופילוספיות ולא מדעיות; כן יש בתגלית מידע חדש על מה קרה קצת אחרי המפץ הגדול, שזה מעניין. יש גם מי שמחפשים מודלים אלטרנטיביים למפץ הגדול (תכל'ס, עדיין היה מפץ גדול, אבל לא ממש-ממש מנקודה סינגולרית אלא רק מכמה חלקיקי שניה אחרי), אבל בתגלית הזו אין ממש בשורה בעניין.

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה