Maqhubu a Matla a Khoheli ke Eng le ho Sibolloa ha ’Ona?
Maqhubu a khoheli ke e 'ngoe ea lintho tse makatsang ka ho fetisisa tse sibolotsoeng fisiks ea sejoale-joale hobane a fa batho "mokhoa o mocha" oa ho shebella bokahohle. Le hoja bolepi ba linaleli bo ne bo itšetlehile ka leseli—ho tloha khanyeng e bonahalang, seea-le-moea, infrared, ho ea ho mahlaseli a X—maqhubu a khoheli a re lumella ho utloa "ho thothomela" ha sebaka le nako ka boeona. Ketsahalo ena ha se khopolo-taba feela; maqhubu a khoheli a 'nile a bonoa ka ho toba, a bula khaolo e ncha lipatlisisong tsa bokahohle, haholo-holo mabapi le lintho tse feteletseng tse kang masoba a matšo le linaleli tsa neutron.
Maqhubu a khoheli ke eng?
Ka bokhutšoanyane, maqhubu a khoheli ke maqhubu kapa "maqhubu" a atang sebakeng-nako ka lebaka la ho potlaka ha boima bo boholo haholo. Khopolo ea sebaka-nako e simoloha ho tsoa Khopolo-taba e Akaretsang ea Albert Einstein ea Kamano (1915), e bonang matla a khoheli e se matla a hohelang, joalo ka fisiks ea Newtonian, empa e le ho kobeha ha sebaka le nako ka lebaka la boteng ba boima le matla. Ha bongata bo boholo bo tsamaea ka litsela tse itseng - mohlala, masoba a mabeli a matšo a potolohang - ho kobeha ha sebaka-nako ho fetoha ka mokhoa o feto-fetohang 'me ho ntša litšitiso tse hasaneng ka mahlakoreng 'ohle. Litšitiso tsena li bitsoa maqhubu a khoheli.
Maqhubu a khoheli a tsamaea ka lebelo la khanya. Leha ho le joalo, tšusumetso ea 'ona linthong tseo a fetang ho tsona e nyane haholo. Nahana ka lintlha tse peli tse arohaneng ka k'hilomithara e le 'ngoe: leqhubu la khoheli le fetang le ka fetola sebaka seo ka bophara bo ka tlase ho proton. Ka hona, leha mohopolo ona o bile teng ho tloha mathoasong a lekholo la bo20 la lilemo, ho ile ha hlokahala theknoloji e rarahaneng haholo ho paka sena.
Mehloli ea maqhubu a khoheli bokahohleng
Hase metsamao eohle ea boima e hlahisang maqhubu a khoheli a ka lekanngoang. Liketsahalo tsa letsatsi le letsatsi joalo ka koloi e tsamaeang kapa motho ea mathang li ntša maqhubu a khoheli ka botekgeniki, empa boholo ba 'ona bo bonyenyane haholo hore bo ka bonoa. Maqhubu a khoheli a bonoang hangata a simoloha liketsahalong tsa bokahohle tse kenyeletsang bongata bo boholo, ho potlaka ho feteletseng, le motsamao o sa lekanang.
Mehloli e meng e meholo ea maqhubu a khoheli e kenyelletsa:
1. Ho kopanngoa ha lesoba le letšo
Masoba a mabeli a matšo a potolohang a tla lahleheloa ke matla ka lebaka la maqhubu a khoheli, litsela tsa ona li tla fokotseha, 'me qetellong a tla thulana le ho kopana. Ketsahalo ena e tla hlahisa lets'oao le matla la maqhubu a khoheli.
2. Ho kopanngoa ha linaleli tsa neutron
Naleli ea neutron ke karolo e teteaneng, e setseng ea naleli e kholo. Ha linaleli tse peli tsa neutron li kopana, ntle le ho hlahisa maqhubu a khoheli, ketsahalo ena e ka boela ea ntša leseli ka maqhubu a fapaneng a maqhubu 'me ea hlahisa likarolo tse boima tse kang khauta.
3. Supernovae le ho phatloha ho hoholo ha linaleli
Ho putlama ha karolo e ka hare ea naleli ka linako tse ling ha ho leka-lekane 'me ho ka ntša maqhubu a khoheli, leha ho le joalo ho a lemoha ho thata haholo.
4. Ho potoloha ho sa phethahalang ha linaleli tsa neutron
Haeba naleli ea neutron e potoloha ka "ho phatloha" hanyane kapa ho se tsitse, e ka ntša maqhubu a khoheli khafetsa.
5. Maqhubu a matla a khoheli a pele
Ho ’nile ha nahanoa hore bokahohle ba pele bo hlahisitse maqhubu a khoheli a ileng a “hoama” ka morao ho bokahohle. Haeba a ka fumanoa, sena se ka fana ka leseli mabapi le metsotsoana ea pele ka mor’a Big Bang.
Ho tloha khopolo-taba ea Einstein ho ea bopaking ba pele
Einstein o ile a bolela esale pele maqhubu a khoheli ka 1916 (mme a a ntlafatsa ka 1918) ho latela di-equation tsa General Relativity. Empa ka mashome a dilemo, bo-rasaense ba ntse ba ngangisana ka hore na maqhubu a khoheli ke a nnete kapa ke mesebetsi ya dipalo feela. Bothata bo bakwa ke taba ya hore nako ya sebaka e a fetoha; ho utlwisisa seo "e leng nnete" se ka lekanngwang ha se kamehla ho leng bonolo.
Phetoho ea bohlokoa e etsahetse bohareng ba lekholo la bo20 la lilemo ha khopolo-taba ea kamano e ntse e hola 'me litsebi tsa fisiks li qala ho utloisisa hore maqhubu a khoheli a na le matla a sebele. Haeba sistimi e lahleheloa ke matla ka ho ntša maqhubu a khoheli, joale potoloho kapa motsamao oa eona o lokela ho fetoha ka tsela e ka lekanngoang.
Bopaki bo sa tobang: Hulse–Taylor binary pulsars
Ka 1974, litsebi tse peli tsa linaleli—Russell Hulse le Joseph Taylor—ba ile ba sibolla sistimi ea binary pulsar e bitsoang PSR B1913+16. Li-pulsar ke linaleli tsa neutron tse ntšang matšoao a seea-le-moea a nako le nako joalo ka "matlo a mabone." Tsamaisong ea binary, pulsar e potoloha naleli e 'ngoe ea neutron. Ho makatsang ke hore nako ea potoloho ea sistimi ena e ntse e fokotseha butle-butle: lintho tsena tse peli li ntse li atamelana.
Phokotso ena e lumellana hantle le likhakanyo tsa Kakaretso ea Kamano mabapi le tahlehelo ea matla ka maqhubu a khoheli. Sena se fana ka bopaki bo matla haholo bo sa tobang ba hore maqhubu a khoheli a teng. Bakeng sa tšibollo ena, Hulse le Taylor ba amohetse Khau ea Nobel ea Fisiks ka 1993.
Ho sibolloa ka ho toba: Likotsi tsa lesoba le letšo la LIGO le "hearing"
Ho sa tsotellehe bopaki bo sa tobang bo qobellang, bo-rasaense ba ntse ba batla ho lemoha ka ho toba: ho hapa maqhubu a khoheli ha a ntse a feta Lefatšeng. Boiteko bona bo tobane le liphephetso tse kholo hobane boholo ba maqhubu bo bonyenyane haholo. Tharollo ke ho sebelisa laser interferometer, sesebelisoa se ka lekanyang liphetoho tse nyane haholo tsa sebaka.
LIGO e sebetsa joang?
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ke projeke e kgolo United States e nang le dibaka tse pedi tse kgolo: e nngwe Hanford, Washington, le e nngwe Livingston, Louisiana. E nngwe le e nngwe e na le letsoho la interferometer le bolelele ba dikhilomithara tse 4. Lehlasedi la laser le arotswe ka mahlasedi a mabedi a tsamayang morao le morao hodima matsoho, ebe a kopana hape. Ha leqhubu la matla a kgoheli le feta, le fetola bolelele bo sebetsang ba matsoho hanyane haholo, le hlahisa paterone ya tshitiso e ka lekanngwang, e fetotsweng.
Ho ba le di-detector tse pedi libakeng tse fapaneng ho bohlokwa ho netefatsa hore letshwao le bonweng ha le bakwe ke tshitiso ya lehae (jwalo ka tshisinyeho e nyane ya lefatshe, ho thothomela ha dikoloi, kapa mabaka a mang a tikoloho). Haeba di-detector ka bobedi di bona paterone e tsitsitseng ka nako e loketseng, letshwao le ka etsahala haholo hore e be leqhubu la matla a kgoheli le tswang sebakeng.
Tlhahlobo ea pele: GW150914
Ka la 14 Loetse 2015, LIGO e ile ea lemoha lets'oao leo hamorao le ileng la rehoa GW150914. Letšoao lena le simolohile ho kopanngoa ha masoba a mabeli a matšo a nang le boima bo fetang ba Letsatsi ka makhetlo a leshome, a hlahang ho tloha Lefatšeng ho feta lilemo tse limilione tse likete. Ketsahalo ena e hlahisitse "chirp": keketseho e potlakileng ea maqhubu le bophahamo bo ileng ba fihla sehlohlolong ha masoba a mabeli a matšo a kopana, ebe aa kokobela.
Tsebiso ea semmuso e entsoe ka Hlakola 2016 'me hang-hang ea thoholetsoa e le ntlha ea bohlokoa. Tšibollo ena ha ea ka ea paka feela maqhubu a khoheli ka ho toba, empa hape e tšoaile ho fumanoa ha pele ka ho toba ha sistimi ea masoba a mabeli a matšo.
Ka lebaka la menehelo ea bona e meholo ho LIGO, Khau ea Nobel ea Fisiks ea 2017 e ile ea fuoa Rainer Weiss, Barry C. Barish, le Kip S. Thorne.
Ke hobane'ng ha ho sibolloa ha maqhubu a khoheli ho le bohlokoa?
Ho lemoha maqhubu a khoheli hangata ho bitsoa qalo ea mehla ea bolepi ba linaleli ba maqhubu a khoheli. Ho na le mabaka a 'maloa a etsang hore sena e be phetoho:
1. Ho bula "kutlo" tse ncha ho shebella bokahohle
Lintho tse ngata tsa bokahohle, tse kang masoba a matšo, ha li ntše khanya e bonahalang habonolo. Maqhubu a khoheli a re lumella ho ithuta lintho tsena ka kotloloho ka liphello tsa tsona sebakeng se se nang letho.
2. Ho leka kamano e akaretsang tlas'a maemo a feteletseng
Ho kopana ha masoba a matsho ho kenyelletsa matla a khoheli a matla haholo le lebelo le phahameng haholo. Ke laboratori ea tlhaho ea ho leka likhopolo tsa Einstein maemong a feteletseng ao ho leng thata ho a pheta Lefatšeng.
3. Utloisisa tšimoloho ea likarolo tse boima
Ho kopana ha linaleli tsa neutron ho bontšitsoe ho amana le ho thehoa ha likarolo tse boima ka mokhoa oa r (ho tšoaroa ha neutron ka potlako). Sena se thusa ho araba potso: khauta le platinum li tsoa hokae bokahohleng?
4. Ho etsa 'mapa oa palo ea likoti tse ntšo le linaleli tsa neutron
Ka ho lemoha lintho tse ngata, bo-rasaense ba ka lekanya kabo ea bongata, sekhahla sa ho kopanngoa ha lintho, le nalane ea ho thehoa ha lintho tsena tse nyane.
Ho koala
Maqhubu a khoheli ke maqhubu a nakong ea sebaka a boletsoeng esale pele ke Einstein lilemong tse fetang lekholo tse fetileng 'me qetellong a tiisoa ka bopaki bo sa tobang ho li-pulsar tsa binary le ho lemoha ka ho toba ke LIGO ka 2015. Tšibollo ena ha se feela katleho ea tekheniki, empa ke phetoho tseleng eo batho ba bonang bokahohle ka eona: joale re ka "mamela" bokahohle, eseng feela ho bo bona. Ha li-detector tse ncha le tšebelisano-'moho ea lefats'e (joalo ka Virgo Europe, KAGRA Japane, le LISA e reriloeng sebakeng) li ntse li tsoela pele, bokamoso ba bolepi ba linaleli ba maqhubu a khoheli bo lebelletsoe ho ba bo ruileng le ho feta, bo re atametsang haufi le likarabo tsa liphiri tse kholo ka ho fetisisa tsa bokahohle.
