fbpx
วิกิพีเดีย

คลื่นความโน้มถ่วง

ในวิชาฟิสิกส์ คลื่นความโน้มถ่วง (อังกฤษ: gravitational wave) คือความผันผวนของความโค้งในปริภูมิ-เวลาที่แผ่ออกเป็นคลื่น ที่เดินทางออกจากแหล่งกำเนิด อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ทำนายไว้ใน ค.ศ. 1916 บนพื้นฐานทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา คลื่นความโน้มถ่วงส่งพลังงานเป็นรังสีความโน้มถ่วง (อังกฤษ: gravitational radiation) การมีคลื่นความโน้มถ่วงนี้เป็นผลลัพธ์ที่เกิดได้จากความไม่แปรเปลี่ยนลอเรนซ์ (Lorentz invariance) ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เพราะนำมาซึ่งมโนทัศน์ความเร็วจำกัดของการแผ่ของอันตรกิริยากายภาพ ในทางตรงข้าม คลื่นความโน้มถ่วงมีไม่ได้ในกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งมีสัจพจน์ว่าอันตรกิริยากายภาพแผ่ด้วยความเร็วอนันต์

ก่อนการตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงโดยตรง มีหลักฐานโดยอ้อมว่ามีคลื่นนี้อยู่ ตัวอย่างเช่น การวัดระบบดาวคู่ฮัลส์–เทย์เลอร์แนะว่าคลื่นความโน้มถ่วงเป็นมากกว่ามโนทัศน์ทางทฤษฎี แหล่งที่เป็นไปได้อื่นของคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจหาได้มีระบบดาวคู่อันประกอบด้วยดาวแคระขาว ดาวนิวตรอนและหลุมดำ ใน ค.ศ. 2016 มีตัวตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงหลายตัวอยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือกำลังดำเนินงาน เช่น แอดแวนซ์ไลโกซึ่งเริ่มการสังเกตในเดือนกันยายน ค.ศ. 2015 ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2016 คณะแอดแวนซ์ไลโกประกาศว่าพวกเขาตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงได้จากการชนกันของคู่หลุมดำ

บทนำ

 
ประวัติศาสตร์ของเอกภพ มีการตั้งสมมุติฐานว่าคลื่นความโน้มถ่วงเกิดจากการขยายตัวของจักรวาล (inflation) การขยายเร็วกว่าแสงพลันหลังบิกแบง (17 มีนาคม 2014)

ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ความโน้มถ่วงจัดเป็นปรากฏการณ์อันเกิดจากความโค้งของปริภูมิ-เวลา ความโค้งนี้เกิดจากการมีมวล โดยทั่วไป ยิ่งมีมวลบรรจุอยู่ในปริภูมิปริมาตรหนึ่งมากเท่าใด ความโค้งของปริภูมิ-เวลาจะยิ่งมากเท่านั้นที่ขอบของปริมาตรนี้ เมื่อวัตถุที่มีมวลเคลื่อนไปรอบในปริภูมิ-เวลา ความโค้งดังกล่าวจะเปลี่ยนเพื่อสะท้อนตำแหน่งที่เปลี่ยนของวัตถุเหล่านี้ ในบางกรณีแวดล้อม วัตถุที่มีความเร่งทำให้เกิดการเปลี่ยนความโค้งนี้ ซึ่งแผ่ออกนอกด้วยความเร็วแสงในรูปคล้ายคลื่น ปรากฏการณ์แผ่เหล่านี้เรียก "คลื่นความโน้มถ่วง"

เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงผ่านผู้สังเกตที่อยู่ไกล ผู้สังเกตนั้นจะพบว่าปริภูมิ-เวลาถูกบิดจากผลของความเครียด ระยะทางระหว่างวัตถุอิสระเพิ่มและลดเป็นจังหวะเมื่อคลื่นผ่าน ด้วยความถี่สมนัยกับคลื่นนั้น เหตุการณ์นี้เกิดแม้วัตถุอิสระเหล่านั้นไม่มีแรงไม่สมดุลกระทำ ขนาดของผลนี้ลดผกผันกับระยะทางจากแหล่งกำเนิด มีการทำนายว่าระบบดาวนิวตรอนคู่ที่เวียนก้นหอยเข้าหากัน (Inspiral) เป็นแหล่งกำเนิดทรงพลังของคลื่นความโน้มถ่วงเมื่อทั้งสองรวมกัน เนื่องจากความเร่งมหาศาลของมวลทั้งสองขณะที่โคจรใกล้กันและกัน ทว่า เนื่องจากระยะทางดาราศาสตร์ถึงแหล่งกำเนิดเหล่านี้ทำให้มีการทำนายว่าเมื่อวัดผลบนโลกจะได้ค่าน้อยมาก คือ มีความเครียดน้อยกว่า 1 ส่วนใน 1020 นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามแสดงการมีอยู่ของคลื่นเหล่านี้ด้วยตัวรับที่ไวขึ้นอีก การวัดที่ไวที่สุดในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 1 ส่วนใน 5×1022 (ใน ค.ศ. 2012) ของหอดูดาวไลโกและเวอร์โก หอดูดาวบนอวกาศ สายอากาศอวกาศอินเตอร์เฟียโรมิเตอร์เลเซอร์ (Laser Interferometer Space Antenna) กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาโดยองค์การอวกาศยุโรป

 
คลื่นความโน้มถ่วงมีขั้วเส้นตรง

คลื่นความโน้มถ่วงควรทะลุทะลวงบริเวณของปริภูมิที่คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กผ่านไม่ได้ มีการตั้งสมมุติฐานว่าคลื่นความโน้มถ่วงจะสามารถให้สารสนเทศเกี่ยวกับหลุมดำและวัตถุประหลาดอื่นในเอกภพห่างไกลแก่ผู้สังเกตบนโลกได้ ระบบเช่นนี้ไม่สามารถสังเกตได้ด้วยวิธีดั้งเดิมอย่างกล้องโทรทรรศน์แสงหรือกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ฉะนั้น ดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงจึงให้การรับรู้ใหม่ต่อการทำงานของเอกภพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลื่นความโน้มถ่วงอาจเป็นที่สนใจของนักจักรวาลวิทยาเพราะให้หนทางที่เป็นไปได้ในการสังเกตเอกภพช่วงต้นมากได้ สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ในดาราศาสตร์ดั้งเดิม เพราะก่อนการรวมประจุ (recombination) เอกภพทึบต่อรังสีไฟฟ้าแม่เหล็ก การวัดคลื่นความโน้มถ่วงที่แม่นจะยังให้นักวิทยาศาสตร์ทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ทะลุปรุโปร่งมากขึ้นด้วย

ในหลักการ คลื่นความโน้มถ่วงอาจมีอยู่ได้ในทุกความถี่ ทว่า คลื่นความถี่ต่ำมากจะไม่สามารถตรวจหาได้และไม่มีแหล่งที่น่าเชื่อถือของคลื่นความถี่สูงที่ตรวจหาได้ สตีเฟน ฮอว์คิงและเวอร์เนอร์ อิสราเอลแสดงรายการแถบความถี่ต่าง ๆ สำหรับคลื่นความโน้มถ่วงที่สามารถตรวจหาได้ มีพิสัยตั้งแต่ 10−7 เฮิรตซ์จนถึง 1011 เฮิรตซ

อ้างอิง

  1. Overbye, Dennis (12 February 2016). "Physicists Detect Gravitational Waves, Proving Einstein Right". New York Times. สืบค้นเมื่อ 12 February 2016.
  2. Einstein, A (June 1916). "Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation". Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin. part 1: 688–696.
  3. Einstein, A (1918). "Über Gravitationswellen". Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin. part 1: 154–167.
  4. Finley, Dave. "Einstein's gravity theory passes toughest test yet: Bizarre binary star system pushes study of relativity to new limits". Phys.Org.
  5. The Detection of Gravitational Waves using LIGO, B. Barish
  6. "The Newest Search for Gravitational Waves has Begun". LIGO Caltech. LIGO. 18 September 2015. สืบค้นเมื่อ 29 November 2015.
  7. Clark, Stuart (2016-02-11). "Gravitational waves: scientists announce 'we did it!' – live". the Guardian. สืบค้นเมื่อ 2016-02-11.
  8. Castelvecchi, Davide; Witze, Witze (February 11, 2016). "Einstein's gravitational waves found at last". Nature News. doi:10.1038/nature.2016.19361. สืบค้นเมื่อ 2016-02-11.
  9. B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) (2016). "Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger". Physical Review Letters. 116 (6). doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102.CS1 maint: uses authors parameter (link)
  10. "Gravitational waves detected 100 years after Einstein's prediction | NSF - National Science Foundation". www.nsf.gov. สืบค้นเมื่อ 2016-02-11.
  11. Staff (17 March 2014). "BICEP2 2014 Results Release". National Science Foundation. สืบค้นเมื่อ 18 March 2014.CS1 maint: uses authors parameter (link)
  12. Clavin, Whitney (17 March 2014). "NASA Technology Views Birth of the Universe". NASA. สืบค้นเมื่อ 17 March 2014.
  13. Overbye, Dennis (17 March 2014). "Detection of Waves in Space Buttresses Landmark Theory of Big Bang". New York Times. สืบค้นเมื่อ 17 March 2014.
  14. แม่แบบ:Cite serial
  15. LIGO Scientific Collaboration; Virgo Collaboration (2012). "Search for Gravitational Waves from Low Mass Compact Binary Coalescence in LIGO's Sixth Science Run and Virgo's Science Runs 2 and 3". Physical Review D. 85: 082002. arXiv:1111.7314. Bibcode:2012PhRvD..85h2002A. doi:10.1103/PhysRevD.85.082002.
  16. Krauss, LM; Dodelson, S; Meyer, S (2010). "Primordial Gravitational Waves and Cosmology". Science. 328 (5981): 989–992. arXiv:1004.2504. Bibcode:2010Sci...328..989K. doi:10.1126/science.1179541. PMID 20489015.
  17. Hawking, S. W.; Israel, W. (1979). General Relativity: An Einstein Centenary Survey. Cambridge: Cambridge University Press. p. 98. ISBN 0-521-22285-0.

แหล่งข้อมูลอื่น

คล, นความโน, มถ, วง, ในว, ชาฟ, กส, งกฤษ, gravitational, wave, อความผ, นผวนของความโค, งในปร, เวลาท, แผ, ออกเป, นคล, เด, นทางออกจากแหล, งกำเน, ลเบ, ไอน, สไตน, ทำนายไว, ใน, 1916, บนพ, นฐานทฤษฎ, มพ, ทธภาพท, วไปของเขา, งพล, งงานเป, นร, งส, ความโน, มถ, วง, งกฤษ, gra. inwichafisiks khlunkhwamonmthwng xngkvs gravitational wave khuxkhwamphnphwnkhxngkhwamokhnginpriphumi ewlathiaephxxkepnkhlun thiedinthangxxkcakaehlngkaenid 1 xlebirt ixnsitnthanayiwin kh s 1916 2 3 bnphunthanthvsdismphththphaphthwipkhxngekha 4 5 khlunkhwamonmthwngsngphlngnganepnrngsikhwamonmthwng xngkvs gravitational radiation karmikhlunkhwamonmthwngniepnphllphththiekididcakkhwamimaeprepliynlxerns Lorentz invariance khxngthvsdismphththphaphthwip ephraanamasungmonthsnkhwamerwcakdkhxngkaraephkhxngxntrkiriyakayphaph inthangtrngkham khlunkhwamonmthwngmiimidinkdkhwamonmthwngsaklkhxngniwtn sungmiscphcnwaxntrkiriyakayphaphaephdwykhwamerwxnntkxnkartrwchakhlunkhwamonmthwngodytrng mihlkthanodyxxmwamikhlunnixyu twxyangechn karwdrabbdawkhuhls ethyelxraenawakhlunkhwamonmthwngepnmakkwamonthsnthangthvsdi aehlngthiepnipidxunkhxngkhlunkhwamonmthwngthitrwchaidmirabbdawkhuxnprakxbdwydawaekhrakhaw dawniwtrxnaelahlumda in kh s 2016 mitwtrwchakhlunkhwamonmthwnghlaytwxyurahwangkarkxsranghruxkalngdaeninngan echn aexdaewnsiloksungerimkarsngektineduxnknyayn kh s 2015 6 ineduxnkumphaphnth kh s 2016 khnaaexdaewnsilokprakaswaphwkekhatrwchakhlunkhwamonmthwngidcakkarchnknkhxngkhuhlumda 7 8 9 10 bthna aekikh prawtisastrkhxngexkphph mikartngsmmutithanwakhlunkhwamonmthwngekidcakkarkhyaytwkhxngckrwal inflation karkhyayerwkwaaesngphlnhlngbikaebng 17 minakhm 2014 11 12 13 inthvsdismphththphaphthwipkhxngixnsitn khwamonmthwngcdepnpraktkarnxnekidcakkhwamokhngkhxngpriphumi ewla khwamokhngniekidcakkarmimwl odythwip yingmimwlbrrcuxyuinpriphumiprimatrhnungmakethaid khwamokhngkhxngpriphumi ewlacayingmakethannthikhxbkhxngprimatrni 14 emuxwtthuthimimwlekhluxniprxbinpriphumi ewla khwamokhngdngklawcaepliynephuxsathxntaaehnngthiepliynkhxngwtthuehlani inbangkrniaewdlxm wtthuthimikhwamerngthaihekidkarepliynkhwamokhngni sungaephxxknxkdwykhwamerwaesnginrupkhlaykhlun praktkarnaephehlanieriyk khlunkhwamonmthwng emuxkhlunkhwamonmthwngphanphusngektthixyuikl phusngektnncaphbwapriphumi ewlathukbidcakphlkhxngkhwamekhriyd rayathangrahwangwtthuxisraephimaelaldepncnghwaemuxkhlunphan dwykhwamthismnykbkhlunnn ehtukarnniekidaemwtthuxisraehlannimmiaerngimsmdulkratha khnadkhxngphlnildphkphnkbrayathangcakaehlngkaenid mikarthanaywarabbdawniwtrxnkhuthiewiynknhxyekhahakn Inspiral epnaehlngkaenidthrngphlngkhxngkhlunkhwamonmthwngemuxthngsxngrwmkn enuxngcakkhwamerngmhasalkhxngmwlthngsxngkhnathiokhcriklknaelakn thwa enuxngcakrayathangdarasastrthungaehlngkaenidehlanithaihmikarthanaywaemuxwdphlbnolkcaidkhanxymak khux mikhwamekhriydnxykwa 1 swnin 1020 nkwithyasastrkalngphyayamaesdngkarmixyukhxngkhlunehlanidwytwrbthiiwkhunxik karwdthiiwthisudinpccubnxyuthipraman 1 swnin 5 1022 in kh s 2012 khxnghxdudawilokaelaewxrok 15 hxdudawbnxwkas sayxakasxwkasxinetxrefiyormietxrelesxr Laser Interferometer Space Antenna kalngxyurahwangkarphthnaodyxngkhkarxwkasyuorp khlunkhwamonmthwngmikhwesntrng khlunkhwamonmthwngkhwrthaluthalwngbriewnkhxngpriphumithikhluniffaaemehlkphanimid mikartngsmmutithanwakhlunkhwamonmthwngcasamarthihsarsnethsekiywkbhlumdaaelawtthuprahladxuninexkphphhangiklaekphusngektbnolkid rabbechnniimsamarthsngektiddwywithidngedimxyangklxngothrthrrsnaesnghruxklxngothrthrrsnwithyu chann darasastrkhlunkhwamonmthwngcungihkarrbruihmtxkarthangankhxngexkphph odyechphaaxyangying khlunkhwamonmthwngxacepnthisnickhxngnkckrwalwithyaephraaihhnthangthiepnipidinkarsngektexkphphchwngtnmakid singniepnipimidindarasastrdngedim ephraakxnkarrwmpracu recombination exkphphthubtxrngsiiffaaemehlk 16 karwdkhlunkhwamonmthwngthiaemncayngihnkwithyasastrthdsxbthvsdismphththphaphthwipidthalupruoprngmakkhundwyinhlkkar khlunkhwamonmthwngxacmixyuidinthukkhwamthi thwa khlunkhwamthitamakcaimsamarthtrwchaidaelaimmiaehlngthinaechuxthuxkhxngkhlunkhwamthisungthitrwchaid stiefn hxwkhingaelaewxrenxr xisraexlaesdngraykaraethbkhwamthitang sahrbkhlunkhwamonmthwngthisamarthtrwchaid miphisytngaet 10 7 ehirtscnthung 1011 ehirts 17 xangxing aekikh Overbye Dennis 12 February 2016 Physicists Detect Gravitational Waves Proving Einstein Right New York Times subkhnemux 12 February 2016 Einstein A June 1916 Naherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation Sitzungsberichte der Koniglich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin part 1 688 696 Einstein A 1918 Uber Gravitationswellen Sitzungsberichte der Koniglich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin part 1 154 167 Finley Dave Einstein s gravity theory passes toughest test yet Bizarre binary star system pushes study of relativity to new limits Phys Org The Detection of Gravitational Waves using LIGO B Barish The Newest Search for Gravitational Waves has Begun LIGO Caltech LIGO 18 September 2015 subkhnemux 29 November 2015 Clark Stuart 2016 02 11 Gravitational waves scientists announce we did it live the Guardian subkhnemux 2016 02 11 Castelvecchi Davide Witze Witze February 11 2016 Einstein s gravitational waves found at last Nature News doi 10 1038 nature 2016 19361 subkhnemux 2016 02 11 B P Abbott et al LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration 2016 Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger Physical Review Letters 116 6 doi 10 1103 PhysRevLett 116 061102 CS1 maint uses authors parameter link Gravitational waves detected 100 years after Einstein s prediction NSF National Science Foundation www nsf gov subkhnemux 2016 02 11 Staff 17 March 2014 BICEP2 2014 Results Release National Science Foundation subkhnemux 18 March 2014 CS1 maint uses authors parameter link Clavin Whitney 17 March 2014 NASA Technology Views Birth of the Universe NASA subkhnemux 17 March 2014 Overbye Dennis 17 March 2014 Detection of Waves in Space Buttresses Landmark Theory of Big Bang New York Times subkhnemux 17 March 2014 aemaebb Cite serial LIGO Scientific Collaboration Virgo Collaboration 2012 Search for Gravitational Waves from Low Mass Compact Binary Coalescence in LIGO s Sixth Science Run and Virgo s Science Runs 2 and 3 Physical Review D 85 082002 arXiv 1111 7314 Bibcode 2012PhRvD 85h2002A doi 10 1103 PhysRevD 85 082002 Krauss LM Dodelson S Meyer S 2010 Primordial Gravitational Waves and Cosmology Science 328 5981 989 992 arXiv 1004 2504 Bibcode 2010Sci 328 989K doi 10 1126 science 1179541 PMID 20489015 Hawking S W Israel W 1979 General Relativity An Einstein Centenary Survey Cambridge Cambridge University Press p 98 ISBN 0 521 22285 0 aehlngkhxmulxun aekikhkhxmmxns miphaphaelasuxekiywkb khlunkhwamonmthwngGravitational waves thisaranukrmbritanika Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory LIGO Laboratory operated by the California Institute of Technology and the Massachusetts Institute of Technology Caltech Relativity Tutorial Archived 2014 05 30 thi ewyaebkaemchchin A basic introduction to gravitational waves bthkhwamekiywkbfisiksniyngepnokhrng khunsamarthchwywikiphiediyidodyephimkhxmul duephimthi sthaniyxy fisiks ekhathungcak https th wikipedia org w index php title khlunkhwamonmthwng amp oldid 9561569, wikipedia, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด,

บทความ

, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม