VALTOSEN ryhmä todistaa avaruusajan kaareutumisen

Seuraa 
Viestejä5204
Liittynyt26.3.2005

Quasar tests general relativity to the limit

Astronomers have obtained the most compelling evidence yet that massive objects dramatically warp space–time, as predicted by Einstein's general theory of relativity. Although the geometric nature of gravity was first demonstrated in 1919, when Arthur Eddington famously detected the subtle warping effect of the Sun on distant stars, the new results provide the first test of Einstein's theory in much stronger gravitational fields.
In fact, team leader Mauri Valtonen of Tuorla Observatory in Finland claims the work provides the first hard evidence for black holes, which are so massive that space–time is predicted to completely curve in on itself: "People refer to the concept of black holes all the time, but strictly speaking one first has to prove that general relativity holds in strong gravitational fields before we can be sure that black holes exist," he told physicsworld.com.
Binary system
The new test of general relativity concerns a distant galactic core or quasar called OJ287, which is known to emit a pair of bright optical bursts every 12 years or so. In 1988, Valtonen and others suggested that this emission is powered by a primary black hole 18 billion times more massive than the Sun, around which orbits a second black hole some 200 times lighter. In such a binary system, the lighter object passes through matter in the accretion disk of the primary black hole twice per orbit, releasing a burst of energy each time it does so.
By modelling such a system, researchers could then put general relativity to the test by predicting when the next burst should occur. At the time, the next major bursts (which were due in the mid 1990s) could only be predicted with an accuracy of a few weeks, which was too vague to test general relativistic effects. But early last year, based on refined models and years spent monitoring OJ287, Valtonen and others were able to predict the date on which the next bright pulse should appear: 13 September 2007, give or take a day or two.
To have any hope of detecting the pulse, more than 25 astronomers from 10 countries had to work together. This is because in September OJ287 rises in the east just before sunrise, and is therefore only visible at any one location on Earth for about 30 minutes before the sky becomes too bright. By starting observations in Japan, followed by China, Europe and ending in the Canary Islands, observers were able to follow the sunrise westward around the globe and maximise observing time. In total, about 100 measurements were made between 4 September and 20 October, some of which by amateur astronomers.

Successful campaign
The quasar pulse occurred right on schedule, strongly suggesting that OJ287 is a binary black hole system (Nature 452 851). In addition to verifying the enormous mass of the primary black hole, the result shows that the orbit of the secondary black hole precesses at a rate of 39 degrees per period. For comparison, the distorting effect of the Sun on the local space–time causes Mercury's orbit to precess by little more than 0.1 degrees per century.
Furthermore, the work suggests that the binary system is losing energy by emitting gravitational waves — a key prediction of Einstein's theory that is yet to be verified directly. When this emission is not included in the model, the quasar outburst is predicted to occur 20 days later, providing indirect support for gravitational waves. Indeed, according to Valtonen, the rate of emission observed in OJ287 make it the brightest known source of gravitational waves in the universe, and therefore a good target for the Laser Interformeter Space Antenna (LISA) — especially in the period 2016–2019 when the next big outbursts are due.

Sivut

Kommentit (57)

Vierailija
orion
Olisiko helposti ymmärrettävä suomenkielinen tiivistelmä hyvä idea?

On varmasti hyvä idea. Jopa niin hyvä, että sellainen on jo toteutettu. Tiede 2/2008 (siis samainen lehti kuin minkä kotisivuilla tässä viestitellään) lehdessä on sivuilla 12-13 Leena Tähtisen mainio artikkeli juuri kyseisestä aiheesta.

Edit: näyttää löytyvän arkistoistakin http://www.tiede.fi/arkisto/artikkeli.p ... 03&vl=2008

Vierailija
päkäpää
Mitäs se avaruusajan kaareutuminen käytännössä tarkoittaa? Onko avaruus pallo sekin?

Kyllä se voi olla pallokin, jos kaareutuminen on riittävän voimakasta. Tosin pitää huomata, että avaruusajan kaareutuminen on 4 ulotteista.

Vierailija

rautakanki A ammutaan kohti kaukaisinta pistettä avaruudessa pitkittäin

rautakanki B ammutaan kohti kaukaisinta pistettä avaruudessa poikittain

A ja B ovat yhdensuuntaiset , kun ovat kaukaisimpaan pisteeseen saapuneet

harjoitus tehtävä lukijalle:
em. rautakanget kimpoavat takaisin avaruuden etäisimmästä pisteestä

mikä on palanneiden rautakankien asento?

Seppo_Pietikainen
Seuraa 
Viestejä7615
Liittynyt18.10.2007
jartsa
rautakanki A ammutaan kohti kaukaisinta pistettä avaruudessa pitkittäin

rautakanki B ammutaan kohti kaukaisinta pistettä avaruudessa poikittain

A ja B ovat yhdensuuntaiset , kun ovat kaukaisimpaan pisteeseen saapuneet

harjoitus tehtävä lukijalle:
em. rautakanget kimpoavat takaisin avaruuden etäisimmästä pisteestä

mikä on palanneiden rautakankien asento?




Ei tuosta sentään rautakankimallia tarvinnut vääntää...

--
Seppo P.
Kreationismi perustuu tietämättömyyteen, se sikiää tietämättömyydestä ja siitä sikiää tietämättömyyttä. Tietämättömyyden levittäminen on kreationismin elinehto ja tietämättömyydessä rypeminen on kreationistin luonnollinen elämisenmuoto

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Rautalanka-suomennos:

Tähtitieteilijät ovat saaneet vakuuttavimman todisteen siitä, että massalliset kappaleet kaareuttavat aika-avaruutta, kuten Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennustaa.

Uudessa yleisen suhteellisuusteorian kokeellisessa testauksessa mitattiin kaukaisen kvasaarin OJ287 12 vuoden välein lähettämää kahta kirkasta välähdystä.

Vuonna 1988 Tuorlan Observatorion tutkijat Mauri Valtonen & Co ehdottivat, että välähdysten syy oli aurinkoa n. 18 miljardia kertaa raskaampi musta aukko jota kiertää toinen, n. 200 kertaa kevyempi musta aukko.

Kun pienempi aukko kulkee suuremman aukon kertymäkiekon lävitse, se vapauttaa suunnattoman määrän energiaa, joka näkyy meille välähdyksenä.
Tämä tapahtuu kaksi kertaa per kierros.

Musta aukon tähdestä "imemä" aines muodostaa kertymäkiekon aukon ympärille

Tutkijat mallintivat tällaisen kaksois-aukko -systeemin yleisen suhteellisuusteorian kaavoja käyttäen ennustaakseen, milloin seuraava välähdys tapahtuisi.
Tuohon aikaan (90 luvun puolivälissä) tapahtuman päivämäärä kyettiin ennustamaan vain muutaman viikon tarkkuudella, mikä oli liian epämääräistä ollakseen varmasti yleisen suhteellisuusteorian ennustamien ilmiöiden mukainen tapahtuma.

Mutta viime vuonna, käyttämällä paranneltua mallia ja tarkkailemalla OJ287:ia vuosien ajan, Valtonen & Co pystyivät ennustamaan milloin seuraavan kirkkaan välähdyksen tulisi tapahtua:
16. Syyskuuta 2007 +/- pari päivää.

Yli 25 tähtitieteilijää kymmenestä maasta tarkkailivat OJ287:ia kun tuo päivämäärä läheni, jopa monet amatööriharrastelijat.
Kvasaarin välähdys tapahtui päivälleen oikein, mikä viittaa vahvasti siihen että OJ287 on kaksois-musta aukko -järjestelmä (binary black hole system).

Lisäksi tulokset viittaavat siihen, että pienemmän mustan aukon periheli prekessoi 39 astetta PER KIERROS (vrt. Merkuriuksen periheli prekessoi vain hieman yli 0,1 astetta VUOSISADASSA). Tämäkin on yleisen suhteellisuusteorian ennustama tulos.

Kaiken lisäksi tutkimus viittaa siihen, että OJ287 menettää energiaa gravitaatioaaltojen muodossa, mikä on yksi yleisen suhteellisuusteorian keskeisimmistä ennustuksista.
Jos OJ287:n lähettämien gravitaatioaaltojen mukana poistuvaa energiaa ei olisi otettu laskuissa huomioon, niin kvasaarivälähdyksen oltaisiin ennustettu tapahtuvan vasta 20 päivää myöhemmin, siis vasta 6. lokakuuta 2007, joten tutkimuksen tulos on myös epäsuora tuki gravitaatioaaltojen olemassaololle.

Valtosen mukaan OJ287 on koko havaitun universumin "kirkkain" gravitaatioaaltojen lähettäjä, joten sen pitäisi olla hyvä kohde tulevalle LISA (Laser Interformeter Space Antenna) - satelliitti järjestelmälle, jonka tehtävänä on etsiä gravitaatioaaltoja. Etenkin vuosien 2016-2019 aikana, kun seuraavat välähdykset tapahtuvat.

∞ = ω^(1/Ω)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Eikö tuon järjestelmän aiheuttamat heijastevaikutukset muissa taivaankappaleissa aiheuta sen että se systeemi ottaa niistä vastaan keskimäärin saman verran energiaa gravitaatioaaltoina kuin se menettäisikin.

Toki se synnyttäisi siis gravitaatiovaikutusta aaltoina muissa kappaleissa, mutta systeemin kokonaisenergian pysyessä vakiona pitäisi käänteisvaikutukset olla samaa suuruusluokkaa. Muuten kokonaisjärjestelmä ei pysyisi tasapainossa.

Ei siis voi sanoa etä se menettää enrgiaa gravitaatioaaltoina, lähinnä kait se vain ylläpitää dynamiikkaa dominantisti. Tietysti voi kysyä onko gravitaatioaalloilla interferenssiominaisuuksia, jotka aiheuttaisivat jaksottaisia muutoksia gravitaatioaaltojen yhteisvaikutuksissa.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
David
Eikö tuon järjestelmän aiheuttamat heijastevaikutukset muissa taivaankappaleissa aiheuta sen että se systeemi ottaa niistä vastaan keskimäärin saman verran energiaa gravitaatioaaltoina kuin se menettäisikin.

Gravitaatioaaltoja ei voi absorboida. Gravitaatioaallothan ovat valon nopeudella eteneviä häiriöitä aika-avaruuden geometriassa, eikä tälläinen häiriö voi muuttua kappaleen liike-energiaksi. Se voi muuttaa kappaleen nopeutta äärimmäisen vähän nanosekunnin ajaksi, sillä se muuttaa kappaleen kulkeman etäisyyden pituutta hetkeksi.

∞ = ω^(1/Ω)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Niin siis kvasaarin tuottama "gravitaatioaalto" aiheuttaa sen, että epämääräinen joukko taivaankappaleita muuttaa asemaansa jonkin verran. Koska niiden asema muuttuu niin vasttavasti niiden yhteisvaikutus näkyy vastaavan muutoksena myöhemmin tuon kvasaarin piirissä. On luonnollista olettaa, että kaikki vaikuttaa kaikkeen.

Säteilyn myötä gravitaation vaikutus oletettavasti pikku hiljaa heikkenee leviten lopulta hiukkasten myötä laaja-alaiseksi taustaksi.

Vierailija
David
Niin siis kvasaarin tuottama "gravitaatioaalto" aiheuttaa sen, että epämääräinen joukko taivaankappaleita muuttaa asemaansa jonkin verran. Koska niiden asema muuttuu niin vasttavasti niiden yhteisvaikutus näkyy vastaavan muutoksena myöhemmin tuon kvasaarin piirissä. On luonnollista olettaa, että kaikki vaikuttaa kaikkeen.

Säteilyn myötä gravitaation vaikutus oletettavasti pikku hiljaa heikkenee leviten lopulta hiukkasten myötä laaja-alaiseksi taustaksi.




Gravitaatioaalto muuttaa ohimennessään hetkellisesti avaruuden metrisiä ominaisuuksia. Ts. kun aalto on mennyt ohitse niin kappaleiden asema ei ole muuttunut aallon takia yhtään.

Ideahan gravitaatioaalloissa on juuri se, että ne kuljettavat systeemistä pois energiaa. Siis siitä systeemistä joka ne aallot aiheuttaa.

Vierailija

minä muuten tiedän että painovoimaaaltoa imeytyy
painovoimaaaltomittariin

sitä taas en tiedä mitä sanoin rautakangista

kertokaa mistä tiedätte että painovoimaaalto ei absorboidu

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Ennustus osui nappiin ilmeisesti 16 tunnin tarkkuudella (alle vuorokauden heitto -> päivälleen oikein).
Eli todennäköisyys sille, että OJ287 on Valtosen ryhmän mallin mukainen kaksoismusta-aukkojärjestelmä on periaatteessa

P(YST on tosi) = 1 - {16/[(12*365)*24]} = n. 0,99984779... = n. 99,98%

Aika hyvin kun ajattelee että Valtosen ryhmän väsäämän mallin absoluuttinen virhe on +/- "päivä tai pari".
Kertoo vaan kuinka tarkan mallin Valtosen ryhmä on saanut aikaan tuosta järjestelmästä.

∞ = ω^(1/Ω)

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat