LIGO ascultă Ecourile gravitaţională de la naşterea Universului

Pasadena, California-o anchetă de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) Colaborarea ştiinţifică şi colaborare Fecioara are în mod semnificativ avansat intelegerea noastra de evolutia timpurie a universului.

Analiza datelor luate pe o perioadă de doi ani, 2005 - 2007, a stabilit limite mai stricte încă pe cantitatea de unde gravitaţionale care ar fi putut veni de la Big Bang, în banda de frecvenţă de undă gravitaţională în cazul în care LIGO poate observa. În acest sens, oamenii de stiinta gravitaţionale val-au pus noi constrângeri cu privire la detaliile de modul în care universul arata in momentele sale mai devreme.

La fel ca aceasta a produs fundalul cosmic de microunde, Big Bang se crede că au creat un val de unde gravitaţionale-valuri în tesatura de spaţiu şi de timp, care umplu universul încă şi transporta informaţii despre universul aşa cum a fost imediat după Big Bang. Aceste valuri ar fi observat ca "fundal stocastice," analog la o suprapunere de mai multe valuri de diferite dimensiuni şi de ghidare pe suprafata unui lac. Amplitudinea acest context, este legată direct de parametrii care guvernează comportamentul universului în timpul primul minut dupa Big Bang.

Măsurătorile anterioare ale radiaţiei cosmice de fond au plasat cele mai drastice limite superioare de fond stochastice val gravitaţional la scări distanţă foarte mare şi frecvenţe joase. Noi măsurători de LIGO sonda direct fundal undă gravitaţională în primul minut al existenţei sale, la scara de timp mult mai scurt decât accesibil prin fundalul cosmic de microunde.

De cercetare, care apare in 20 august emisiunea de revista Nature, constrânge, de asemenea, modele de siruri de caractere cosmice, obiecte care sunt propuse a fi fost lăsat peste de la începutul universului şi, ulterior, se întindea la lungimi enorme de expansiune a Universului; siruri de caractere, unii cosmologi spun, poate forma bucle care produc undele gravitaţionale în care acestea oscileze, desfiinţare, şi în cele din urmă dispar.

Undele gravitaţionale poarte cu ei informaţii despre originile lor violente şi despre natura gravitatiei, care nu pot fi obţinute prin instrumente astronomice convenţionale. Existenţa a undelor a fost prezis de către Albert Einstein în 1916, în teoria sa generală a relativităţii. Instrumentele LIGO şi OUG au fost activ în căutarea valurile începând din 2002; interferometrului Fecioara au aderat la căutare, în 2007.

Autorii raportului hârtie nouă, care pe fondul stocastică a undelor gravitaţionale nu a fost încă descoperite. Dar nondiscovery de fundal descrise în lucrare Nature oferă deja propria marca de introspecţie în istorie mai devreme universului.

Analiza a folosit date colectate de la interferometre LIGO, o km 2 şi un detector de 4 km în Hanford, Washington, şi un instrument de 4 km în Livingston, Louisiana. Fiecare dintre interferometre formă de L, foloseste un laser împărţită în două fascicule care călătoresc înainte şi înapoi, în jos arme lungi interferometru. Cele două grinzi sunt utilizate pentru a monitoriza diferenţa dintre cele două lungimi de braţ interferometru.

Conform teoriei generale a relativitatii, un brat interferometru este uşor întins în timp ce celălalt este usor comprimat atunci când un val gravitaţional trece.

Interferometru este construit în aşa fel încât să poată detecta o modificare de mai puţin de 1 / 1000 diametrul unui nucleu atomic în lungimi de arme faţă de celălalt.

Din aceasta cauza sensibilitate extraordinară, instrumentele pot testa acum unele modele de evoluţie a universului timpuriu, care se asteapta sa produca fundal stocastic.

"Din moment ce nu am observat fundal stocastice, unele dintre aceste modele timpurii-univers care anticipa un fundal stochastică relativ mare au fost excluse", a declarat Vuk Mandic, profesor asistent la Universitatea din Minnesota.

"Stim acum un pic mai mult despre parametrii care descriu evolutia universului, când a fost mai puţin de un minut vechi", adauga Mandic. "Ştim de asemenea că în cazul în care siruri de caractere cosmice sau superstringuri există, proprietăţile lor trebuie să fie conforme cu măsurătorile ne-am facut-care este, proprietăţile lor, cum ar fi tensiune şir, sunt mult mai limitate decât înainte."

Acest lucru este interesant, spune el, "pentru ca siruri de caractere ar putea fi, de asemenea, aşa-numitele siruri de caractere fundamentale, care figurează în şir-teorie modele. Deci, de măsurare ofertele noastre de asemenea, o modalitate de sondare string-modele de teoria, care este foarte rar astăzi."

"Acest rezultat a fost una dintre etapele de lunga durata, care LIGO fost concepute pentru a realiza", spune Mandic. Odată ce merge on-line în 2014, Complex LIGO, care va utiliza infrastructura de observatoare LIGO şi să fie de 10 ori mai sensibil decat instrumentul actual, va permite oamenilor de stiinta pentru a detecta evenimente cataclismice, cum ar fi negru-gaură şi neutron stele, coliziunile la 10 - ori-mai mare distantele.

"Advanced LIGO va merge un drum lung în probeze modele începutul universului, cosmic-şir de modele, precum şi alte modele de fundal stocastice. Ne putem gândi la rezultatul curent ca un indiciu a ceea ce este să vină", adaugă el.

"Cu avansată LIGO, un upgrade major pentru instrumentele noastre, vom fi sensibili la sursele de unde gravitaţionale extragalactic într-un volum de 1.000 de ori universului mai mare decât putem vedea la ora actuală. Aceasta va însemna că noastre de sensibilitate la undele gravitaţionale de la Big Bang-ul va fi îmbunătăţită prin ordine de mărime, "spune Jay Marx de la Institutul de Tehnologie din California, directorul executiv al LIGO.

"Undele gravitaţionale sunt singura modalitate de a sonda direct universul la momentul naşterii sale, sunt absolut unic în această privinţă Noi pur si simplu nu poate obţine această informaţie de la orice alt tip de astronomie Aceasta este ceea ce face ca acest rezultat în.. astronomie special, şi gravitaţionale-val, în general, atât de interesant ", spune David Reitze, un profesor de fizica la Universitatea din Florida şi purtător de cuvânt pentru colaborarea ştiinţifică LIGO.

"Oamenii de stiinta de Colaborare LIGO ştiinţific şi colaborare Fecioara-au unit eforturile pentru a face cea mai bună utilizare a instrumentelor lor Combinarea datelor simultană de LIGO şi interferometre Fecioara oferă informaţii despre gravitationale-val surse care nu sunt accesibile prin alte mijloace.. Este foarte sugestiv faptul că primul rezultat al acestei alianţe face uz de caracteristica unica a undelor gravitaţionale a putea sonda universul foarte timpuriu. Acest lucru este foarte promiţătoare pentru viitor ", spune Francesco Fidecaro, un profesor de fizica la Universitatea din Pisa şi Istituto Nazionale di fisica Nucleare, şi purtătorul de cuvânt al Colaborare Fecioara.

Maria Alessandra Papa, cercetator principal la Institutul Max Planck pentru Fizica gravitaţională şi şef al efortului global de analiză a datelor LSC adauga, "Sute de oameni de ştiinţă lucrează din greu pentru a produce rezultate fundamentale cum ar fi aceasta: oamenii de stiinta care instrumentul de proiectare, comisioane şi opera detectoare, echipele care pregătesc datele pentru căutări astrofizice şi analiştii de date care dezvolta si implementa tehnici de sensibile pentru a căuta aceste semnale foarte slab şi evaziv în date. "

Proiectul LIGO, care este finantat de National Science Foundation (NSF), a fost proiectat şi este operat de către Caltech şi Institutul de Tehnologie din Massachusetts, în scopul de a detecta undele gravitaţionale, şi pentru dezvoltarea de gravitaţionale-val observaţiile ca un instrument astronomic.

Cercetarea este efectuată de către Colaborare LIGO ştiinţific, un grup de 700 de oameni de stiinta de la universitati din Statele Unite şi în 11 ţări străine. LIGO ştiinţific de reţea interferometrului Colaborarea include interferometre de LIGO şi interferometrul GEO600, care este situat în apropiere de Hanovra, Germania, şi proiectate şi exploatate de către oamenii de ştiinţă de la Institutul Max Planck pentru Fizica Gravitational, împreună cu partenerii din Regatul Unit finanţat de Ştiinţă şi Tehnologie Servicii Consiliului (STFC).

Colaborare Fecioara proiectate şi construite în interferometrul Fecioara 3 km lungime, situat în Cascina, Italia, finantat de Centrul National de la Recherche Scientifique (Franţa) şi de către Nazionale Istituto di fisica Nucleare (Italia). Colaborarea Fecioara este format din 200 oameni de stiinta din cinci ţări din Europa şi operează detector Fecioara. Sprijin pentru funcţionarea provine din olandeză-franceză-italiană European gravitaţională Consorţiul Observatorul. Colaborare LIGO ştiinţific şi Fecioara lucreaza impreuna pentru a analiza în comun datele din LIGO, Fecioara, şi interferometre OUG.

Urmatorul punct de reper major pentru LIGO este avansată Proiectul LIGO, programat să înceapă activitatea în 2014. Avansate LIGO va include modele si tehnologii avansate, care au fost dezvoltate de către colaborarea ştiinţifică LIGO. Acesta este susţinut de FSN, cu contribuţii suplimentare din STFC din Marea Britanie si Societatea Max Planck din Germania.

Documentul este intitulat "o limită superioară pe amplitudine de Stochastic gravitationale-Wave Fundaluri de origine cosmologic."