What are gravitational waves? - Amber L. Stuver

Перекладач: Olga Krykun Утверджено: Khrystyna Romashko

At about six o'clock in the morning on September 14, 2015,

14 вересня 2015 року о шостій ранку

scientists witnessed something no human had ever seen:

науковці стали свідками досі незнаного явища:

two black holes colliding.

зіштовхнулися дві чорні діри,

Both about 30 times as massive as our Sun,

кожна з яких у тридцятеро більша за Сонце.

they had been orbiting each other for millions of years.

Мільйони років вони кружляли навколо одна одної.

As they got closer together,

Зближуючись,

they circled each other faster and faster.

вони оберталися усе швидше.

Finally, they collided and merged into a single, even bigger, black hole.

Доки не зіштовхнулись і стали однією великою чорною дірою.

A fraction of a second before their crash,

За мить до зіткнення

they sent a vibration across the universe at the speed of light.

зі швидкістю світла всесвітом поширилась вібрація від дір.

And on Earth, billions of years later,

Мільярди років потому на Землі

a detector called the Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,

лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії,

or LIGO for short,

який називають ЛІГО,

picked it up.

зафіксував цю вібрацію.

The signal only lasted a fifth of a second

Сигнал тривав лише одну п'яту секунди.

and was the detector's first observation of gravitational waves.

Так детектор уперше вловив гравітаційні хвилі.

What are these ripples in space?

Що являє собою ця пульсація космосу?

The answer starts with gravity,

Пояснення варто шукати у гравітації,

the force that pulls any two objects together.

адже це сила, що притягує між собою два будь-які об'єкти.

That's the case for everything In the observable universe.

Вона є причиною кожного явища у видимому всесвіті.

You're pulling on the Earth, the Moon, the Sun, and every single star,

Ви притягуєте Землю, Місяць, Сонце, зірки,

and they're pulling on you.

а вони притягують вас.

The more mass something has, the stronger its gravitational pull.

Що більша маса тіла, то сильніша в нього гравітація.

The farther away the object, the lower its pull.

Що далі об'єкт, то слабше він притягує.

If every mass has an effect on every other mass in the universe,

Якщо кожна маса має вплив на будь-яку іншу масу у всесвіті,

no matter how small,

навіть найменшу,

then changes in gravity can tell us about what those objects are doing.

то за змінами гравітації можна дізнатися, що відбувається із цими об'єктами.

Fluctuations in the gravity coming from the universe

Гравітаційні коливання, що приходять з космосу -

are called gravitational waves.

це гравітаційні хвилі.

Gravitational waves move out from what caused them,

Гравітаційні хвилі розходяться від об'єкта,

like ripples on a pond,

як кола на воді,

getting smaller as they travel farther from their center.

що меншають, рухаючись якнайдалі від центру.

But what are they ripples on?

А на чому ж з'являються ці хвилі?

When Einstein devised his Theory of Relativity,

Коли Ейнштейн відкрив свою теорію відносності,

he imagined gravity as a curve in a surface called space-time.

він уявляв гравітацію викривленням на поверхні, що зветься часопростором.

A mass in space creates a depression in space-time,

Маса у просторі вгинає часопростір,

and a ball rolling across a depression will curve

і м'ячик, що котиться неподалік, заверне,

like it's being attracted to the other mass.

приваблений іншою масою.

The bigger the mass,

Що більша маса,

the deeper the depression and the stronger the gravity.

то більший вигин й сильніша гравітація.

When the mass making the depression moves, that sends out ripples in space-time.

Маса вгинає часопростір, спричинюючи його коливання.

These are gravitationl waves.

Це і є гравітаційні хвилі.

What would a gravitational wave feel like?

На що схожа така хвиля?

If our bodies were sensitive enough to detect them,

Якби ми вміли розпізнавати їх,

we'd feel like we were being stretched sideways

ми б відчували, що нас ніби розтягує в різні боки

while being compressed vertically.

й водночас стискає вертикально.

And in the next instant,

А за мить

stretched up and down while being compressed horizontally,

розтягує вгору і вниз, водночас стискаючи горизонтально,

sideways,

в різні боки,

then up and down.

потім вгору і вниз.

This back and forth would happen over and over

І так буде повторюватись знову і знову,

as the gravitational wave passed right through you.

поки гравітаційна хвиля проходитиме крізь нас.

But this happens on such a minute scale that we can't feel any of it.

Проте усе відбувається умить, і ми нічого не відчуваємо.

So we've built detectors that can feel it for us.

Тож довелося побудувати детектори, які відчувають це.

That's what the LIGO detectors do.

Саме для цього й потрібні детектори ЛІГО.

And they're not the only ones.

Та не тільки вони.

There are gravitational wave detectors spread across the world.

По всьому світу є безліч гравітаційних детекторів.

These L-shaped instruments have long arms,

Вони мають Г-подібну форму з видовженими сторонами,

whose exact length is measured with lasers.

що їх вимірюють лазером.

If the length changes, it could be because gravitational waves are stretching

Якщо довжина сторін змінюється, це може свідчити про те, що гравітаційні хвилі

and compressing the arms.

стискають і розтягують їх.

Once the detectors feel a gravitational wave,

Щойно детектор вловлює гравітаційну хвилю,

scientists can extract information about the wave's source.

фахівці можуть встановити її джерело.

In a way, detectors like LIGO are big gravitational wave radios.

По суті, ЛІГО й подібні детектори - це великі гравітаційні радіоприймачі.

Radio waves are traveling all around you, but you can't feel them

Радіохвилі завжди оточують нас, та ми не помічаємо їх

or hear the music they carry.

і не вловлюємо музику, що вони переносять.

It takes the right kind of detector to extract the music.

Знадобиться детектор, що вміє вловлювати музику.

LIGO detects a gravitational wave signal,

ЛІГО вловлює сигнал гравітаційних хвиль,

which scientists then study for data about the object that generated it.

який потім досліджують, намагаючись встановити джерело.

They can derive information, like its mass and the shape of its orbit.

Науковці в змозі визначити його масу і форму орбіти.

We can also hear gravitational waves by playing their signals through speakers,

А ще гравітаційні хвилі можна почути, якщо пустити їхній сигнал через динамік,

just like the music a radio extracts from radio waves.

так само і радіоприймач видобуває музику з радіохвиль.

So those two black holes colliding sounds like this.

Отже, зіткнення двох чорних дір звучить так.

Scientists call this slide whistle-like noise a chirp,

Науковці називають це щебетанням,

and it's the signature of any two objects orbiting into each other.

що є ознакою з'єднання двох об'єктів.

The black hole collision was just one example

Зіткнення чорних дір - це лише один приклад того,

of what gravitational waves can tell us.

що можуть розповісти гравітаційні хвилі.

Other high-energy astronomical events will leave gravitational echoes, too.

Адже й інші потужні астрономічні події лишатимуть гравітаційну луну.

The collapse of a star before it explodes in a supernova,

Вибух зірки, що передує утворенню наднової зірки,

or a very dense neutron stars colliding.

чи зіткнення щільних нейтронних зірок.

Every time we create a new tool to look at space,

З появою нових приладів для спостережень за космосом,

we discover something we didn't expect,

ми дізнаємось щось несподіване,

something that might revolutionize our understanding of the universe.

що перевертає наші уявлення про світобудову.

LIGO's no different.

І ЛІГО не виняток.

In the short time it's been on,

Він з'явився нещодавно,

LIGO's already revealed surprises,

а вже відкрив стільки несподіванок,

like that black holes collide more often than we ever expected.

як-от, чорні діри зіштовхуються доволі часто.

It's impossible to say, but exciting to imagine,

Можемо лише припустити,

what revelations may now be propagating across space

що ще ми дізнаємося про всесвіт

towards our tiny blue planet and its new way of perceiving the universe.

з нашої крихітної планети, використовуючи нові прилади.