Return to Video

איך LIGO גילה גלי כבידה

  • 0:02 - 0:04
    לפני קצת יותר ממאה שנה,
  • 0:04 - 0:06
    בשנת 1915,
  • 0:06 - 0:10
    איינשטיין פרסם את התיאוריה שלו
    של תורת היחסות הכללית,
  • 0:10 - 0:12
    שזה שם די מוזר,
  • 0:12 - 0:15
    אבל זו תיאוריה
    שמסבירה את כוח הכבידה.
  • 0:15 - 0:20
    היא גורסת שהמסה כולה -- כל החומר,
    כוכבי הלכת, נמשכים,
  • 0:20 - 0:24
    לא בגלל כוח מיידי, כפי שטען ניוטון,
  • 0:24 - 0:28
    אלא משום שכל החומר -
    כולנו, כל כוכבי הלכת -
  • 0:28 - 0:33
    מקמטים את האריג הגמיש של מרחב-זמן.
  • 0:33 - 0:36
    מרחב-זמן זה המקום בו אנו חיים.
  • 0:36 - 0:37
    ושמחבר את כולנו.
  • 0:38 - 0:41
    זה כמו שאנו שוכבים על מזרן
  • 0:41 - 0:43
    ומעוותים אותו.
  • 0:44 - 0:49
    וגופי המסה נעים, לא על פי חוקי ניוטון,
  • 0:49 - 0:53
    אלא משום שהם רואים את העקמומיות של
    המרחב-זמן
  • 0:53 - 0:56
    ועוקבים אחרי עקמומיות אלו.
  • 0:56 - 0:58
    ממש כפי שזה שחולק איתנו את המיטה
  • 0:58 - 1:02
    זז אלינו בגלל ההתעקלות של המזרן.
  • 1:02 - 1:04
    (צחוק)
  • 1:05 - 1:08
    שנה לאחר מכן, ב 1916,
  • 1:08 - 1:12
    איינשטיין הקיש מהתאוריה שלו
  • 1:12 - 1:16
    שגלי כבידה קיימים.
  • 1:16 - 1:19
    ושהם נוצרים כשגופי המסה נעים
  • 1:19 - 1:22
    כמו לדוגמה, כששני כוכבים מסתובבים
  • 1:22 - 1:24
    אחד סביב השני,
  • 1:24 - 1:27
    ויוצרים קפלים במרחב-זמן
  • 1:27 - 1:31
    שנושאים אנרגיה מהמערכת,
    והכוכבים מתקרבים זה לזה.
  • 1:32 - 1:35
    עם זאת, הוא גם העריך
  • 1:35 - 1:40
    שאפקטים אלה יהיו כל כך קטנים
  • 1:40 - 1:42
    שלעולם לא יתאפשר למדוד אותם.
  • 1:43 - 1:50
    אספר לכם כיצד בעזרת עבודתם של מאות מדענים
  • 1:50 - 1:54
    ממדינות רבות, שעבדו עשרות רבות של שנים,
  • 1:54 - 1:58
    ממש לפני זמן לא רב ב 2015,
  • 1:58 - 2:01
    גילינו את גלי הכבידה האלו
  • 2:01 - 2:03
    בפעם הראשונה.
  • 2:04 - 2:06
    זה סיפור ארוך למדי.
  • 2:07 - 2:12
    הוא התחיל לפני 1.3 מיליארד שנה.
  • 2:13 - 2:16
    לפני הרבה מאוד זמן,
  • 2:16 - 2:19
    בגלקסיה מרוחקת מאוד -
  • 2:19 - 2:21
    (צחוק)
  • 2:21 - 2:23
    היו שם שני חורים שחורים
  • 2:23 - 2:26
    שהסתובבו אחד סביב השני,
  • 2:26 - 2:29
    "רוקדים טנגו", אני אוהבת לומר,
  • 2:29 - 2:31
    זה התחיל לאט,
  • 2:31 - 2:34
    אבל בעודם מייצרים גלי כבידה,
  • 2:34 - 2:37
    הם התקרבו, הם האיצו,
  • 2:37 - 2:40
    עד שהם הסתובבו כמעט במהירות האור,
  • 2:40 - 2:44
    והתמזגו לתוך חור שחור אחד
  • 2:44 - 2:47
    שהמסה שלו היתה גדולה פי 60 מזו של השמש
  • 2:47 - 2:52
    אבל דחוסה לתוך 360 קילומטרים.
  • 2:52 - 2:55
    שזה גודלה של מדינת לואיזיאנה,
  • 2:55 - 2:56
    שם אני מתגוררת.
  • 2:57 - 3:02
    אפקט מדהים זה יצר גלי כבידה
  • 3:02 - 3:06
    שהוליכו את החדשות אודות חיבוק קוסמי זה
  • 3:06 - 3:08
    אל שאר היקום.
  • 3:10 - 3:17
    לקח לנו זמן רב לגלות את האפקט
    של גלי כבידה אלה,
  • 3:17 - 3:19
    כי מה שעושים, האופן שבו אנו מודדים אותם,
  • 3:19 - 3:24
    הוא בעזרת חיפוש אפקטים במרחקים,
  • 3:24 - 3:27
    אנחנו רוצים למדוד אורכים, מרחקים.
  • 3:27 - 3:30
    כאשר גלי כבידה אלה עברו דרך הארץ,
  • 3:30 - 3:32
    בשנת 2015,
  • 3:33 - 3:37
    הם גרמו לשינויים בכל המרחקים
  • 3:37 - 3:40
    המרחקים שביניכם, המרחקים ביניכם לביני,
  • 3:40 - 3:42
    הגבהים שלנו -
  • 3:42 - 3:45
    כולנו נמתחנו, והתכווצנו מעט.
  • 3:46 - 3:50
    התחזית היא שהאפקט פרופורציונלי למרחק.
  • 3:51 - 3:53
    אבל הוא קטן מאוד:
  • 3:53 - 3:58
    אפילו למרחקים גדולים בהרבה
    מהגובה הקטן שלי,
  • 3:58 - 4:01
    האפקט הוא זערורי.
  • 4:01 - 4:06
    לדוגמה, המרחק בין כדור הארץ לשמש
  • 4:06 - 4:10
    השתנה בקוטר אטומי אחד.
  • 4:11 - 4:13
    איך אפשר למדוד את זה?
  • 4:13 - 4:15
    איך נוכל למדוד את זה?
  • 4:17 - 4:19
    לפני כחמישים שנה,
  • 4:19 - 4:23
    היו כמה פיזיקאים בעלי חזון
    ב Caltech וב MIT,
  • 4:23 - 4:26
    קיפ תורן, רון דריבר, ראי וייס,
  • 4:26 - 4:30
    שחשבו שאפשר למדוד מרחקים במדויק
  • 4:30 - 4:34
    באמצעות לייזרים שמדדו מרחקים בין מראות
  • 4:34 - 4:38
    שהיו במרחק של קילומטרים.
  • 4:38 - 4:42
    נדרשו לכך הרבה שנים, הרבה עבודה
    ומדענים רבים
  • 4:43 - 4:46
    כדי לפתח טכנולוגיה, ולפתח רעיונות,
  • 4:46 - 4:48
    ו 20 שנה מאוחר יותר,
  • 4:48 - 4:51
    כמעט לפני 30 שנה, יותר מ -20,
  • 4:52 - 4:56
    הם התחילו לבנות שני גלאים של גלי כבידה,
  • 4:56 - 4:57
    שני אינטרפרומטרים,
  • 4:57 - 4:59
    בארצות הברית,
  • 4:59 - 5:03
    כל אחד באורך של 4 קילומטרים.
  • 5:03 - 5:06
    אחד במדינת לואיזיאנה,
  • 5:06 - 5:10
    בליווינגסטון, לואיזיאנה, באמצע יער יפהפה;
  • 5:11 - 5:13
    והשני בהאנפורד, וושינגטון,
  • 5:13 - 5:16
    במדינת וושינגטון, באמצע המדבר.
  • 5:17 - 5:22
    באינטרפרומטרים אלה יש
    לייזרים שנורים מהמרכז,
  • 5:22 - 5:24
    4 קילומטרים בוואקום,
  • 5:24 - 5:27
    משתקפים במראות וחוזרים,
  • 5:27 - 5:30
    ואנחנו מודדים את ההבדל במרחק
  • 5:30 - 5:32
    בין זרוע זאת לזרוע הזאת.
  • 5:33 - 5:37
    גלאים אלה הם מאוד מאוד מאוד רגישים,
  • 5:37 - 5:40
    הם המכשירים המדויקים ביותר בעולם.
  • 5:41 - 5:43
    למה עשינו שניים?
  • 5:43 - 5:46
    בגלל שהאותות שאנחנו רוצים
    למדוד מגיעים מהחלל,
  • 5:46 - 5:48
    ואת אלה אנו רוצים למדוד,
  • 5:48 - 5:51
    אבל המראות נעות כל הזמן,
  • 5:51 - 5:55
    וכדי להבחין באפקטים של גלי הכבידה,
  • 5:55 - 5:59
    שהם אפקטים אסטרופיסיקלים
    וצריכים להופיע בשני הגלאים,
  • 5:59 - 6:02
    אנו יכולים להבדיל אותם מהאפקטים המקומיים,
  • 6:02 - 6:05
    שמופיעים שונים באחד, או באחר.
  • 6:07 - 6:10
    בספטמבר 2015,
  • 6:10 - 6:15
    סיימנו את התקנת הדור השני של הטכנולוגיה
  • 6:15 - 6:17
    בגלאים אלה,
  • 6:17 - 6:22
    ועדיין אין לנו את
    הרגישות האופטימלית שרצינו -
  • 6:22 - 6:23
    אנחנו עדיין לא שם,
  • 6:23 - 6:25
    אפילו כעת, שנתיים לאחר מכן,
  • 6:25 - 6:28
    אבל רצינו לאסוף נתונים.
  • 6:28 - 6:30
    לא חשבנו שבאמת נראה משהו,
  • 6:30 - 6:33
    אבל התכוננו להתחיל לאסוף
    נתונים במשך כמה חודשים.
  • 6:34 - 6:37
    והטבע הפתיע אותנו.
  • 6:37 - 6:42
    ב 14 בספטמבר 2015,
  • 6:42 - 6:45
    ראינו על 2 הגלאים
  • 6:45 - 6:47
    גל כבידה.
  • 6:47 - 6:50
    בשני הגלאים ראינו אות
  • 6:50 - 6:53
    עם מחזורים שגדלים במשרעת התדר
  • 6:53 - 6:54
    שלאחר מכן דעכו,
  • 6:54 - 6:57
    וכך היה בשני הגלאים.
  • 6:57 - 6:59
    הם היו גלי כבידה.
  • 7:00 - 7:05
    ולא רק זה, בעזרת פענוח של צורת גל זו,
  • 7:05 - 7:09
    יכולנו להסיק שהם הגיעו מחורים שחורים
  • 7:09 - 7:11
    שמתמזגים לאחד,
  • 7:11 - 7:14
    זה היה לפני יותר ממיליארד שנים.
  • 7:16 - 7:17
    וזה היה --
  • 7:17 - 7:23
    (מחיאות כפיים)
  • 7:24 - 7:26
    זה היה פנטסטי.
  • 7:27 - 7:30
    בהתחלה לא יכולנו להאמין לזה.
  • 7:30 - 7:33
    זה לא היה אמור לקרות
  • 7:33 - 7:34
    עד זמן מאוחר יותר,
  • 7:34 - 7:37
    זו היתה הפתעה לכולם.
  • 7:37 - 7:39
    לקח לנו חודשים לשכנע
    את עצמנו שזה היה נכון,
  • 7:39 - 7:42
    כי לא רצינו להותיר מקום לשום טעות.
  • 7:43 - 7:44
    אבל זה היה נכון,
  • 7:44 - 7:46
    וכדי להסיר כל ספק
  • 7:46 - 7:49
    שבאמת הגלאים יכלו למדוד את הדברים האלה,
  • 7:49 - 7:54
    בדצמבר של אותה שנה, מדדנו גל כבידה נוסף
  • 7:54 - 7:55
    קטן בהרבה מהראשון.
  • 7:55 - 7:59
    גל הכבידה הראשון יצר הבדל במרחק
  • 7:59 - 8:02
    של אחד חלקי ארבעת אלפים פרוטון.
  • 8:03 - 8:04
    על מרחק של ארבעה קילומטרים.
  • 8:04 - 8:07
    כן, הזיהוי השני היה קטן יותר
  • 8:07 - 8:11
    אבל עדיין משכנע מאוד על פי הסטנדרטים שלנו
  • 8:13 - 8:16
    למרות העובדה שאלה הם גלי מרחב-זמן,
  • 8:16 - 8:18
    ולא גלי קול,
  • 8:18 - 8:22
    אנחנו אוהבים להשמיע אותם
    ברמקולים ולהקשיב להם.
  • 8:22 - 8:25
    אנו קוראים לזה "המוזיקה של היקום".
  • 8:26 - 8:29
    כעת אני רוצה שתקשיבו ל 2 הצלילים הראשונים
  • 8:29 - 8:31
    של המוזיקה הזאת.
  • 8:31 - 8:33
    (שריקה)
  • 8:34 - 8:37
    (שריקה)
  • 8:37 - 8:41
    השני, הקצר יותר היה בחלק האחרון
    של שבריר שנייה
  • 8:41 - 8:43
    של שני חורים שחורים אלה,
  • 8:43 - 8:48
    שבשבריר זה של שנייה הם פלטו הרבה אנרגיה -
  • 8:48 - 8:55
    כל כך הרבה אנרגיה - כאילו שלוש
    שמשות הופכות לאנרגיה
  • 8:55 - 8:57
    בעקבות הנוסחה המפורסמת הזו,
  • 8:57 - 8:58
    E = mc2.
  • 8:58 - 9:00
    אתם זוכרים?
  • 9:00 - 9:04
    את המוזיקה הזו אנחנו באמת אוהבים מאוד,
  • 9:04 - 9:06
    אנחנו רוקדים לפיה,
  • 9:06 - 9:09
    אני אשמיע אותה לכם שוב.
  • 9:11 - 9:13
    (שריקה)
  • 9:15 - 9:16
    (שריקה)
  • 9:17 - 9:19
    זוהי המוסיקה של היקום!
  • 9:19 - 9:23
    (מחיאות כפיים)
  • 9:23 - 9:26
    לעתים קרובות אנשים שואלים אותי עכשיו:
  • 9:26 - 9:29
    לשם מה הם משמשים, גלי הכבידה?
  • 9:29 - 9:31
    ועכשיו, לאחר שהתגלו,
  • 9:32 - 9:34
    מה נותר לעשות?
  • 9:34 - 9:37
    לשם מה הם משמשים? גלי הכבידה?
  • 9:38 - 9:40
    כששאלו את בורחס:
  • 9:40 - 9:42
    "למה משמשת השירה?"
  • 9:42 - 9:44
    הוא השיב:
  • 9:44 - 9:46
    "למה משמש השחר?
  • 9:46 - 9:48
    למה משמשים הליטופים?
  • 9:48 - 9:50
    ולשם מה משמש ריחו של הקפה?"
  • 9:51 - 9:52
    והוא המשיך והשיב:
  • 9:52 - 9:58
    " השירה משמשת לשם העונג,
    עבור הרגש, כדי לחיות."
  • 10:00 - 10:01
    ולהבין את היקום,
  • 10:01 - 10:05
    סקרנות אנושית זו לדעת איך הכל פועל.
  • 10:05 - 10:06
    דומה לכך.
  • 10:07 - 10:10
    האנושות, מאז ומעולם,
  • 10:10 - 10:13
    וכולנו, וכולכם, כילדים,
  • 10:13 - 10:15
    כשאנחנו מסתכלים על השמים בפעם הראשונה
  • 10:15 - 10:18
    ורואים כוכבים, אנו שואלים את עצמנו:
  • 10:18 - 10:19
    "מהם הכוכבים?"
  • 10:20 - 10:23
    סקרנות זו היא מה שעושה אותנו אנושיים.
  • 10:23 - 10:26
    וזה מה שאנחנו עושים עם המדע.
  • 10:28 - 10:30
    אנחנו אוהבים לומר
  • 10:30 - 10:34
    שבגלי כבידה כבר יש תועלת,
  • 10:34 - 10:38
    כי אנחנו סוללים דרך חדשה לחקור את היקום.
  • 10:38 - 10:42
    עד עכשיו, יכולנו לראות את אור הכוכבים
  • 10:42 - 10:45
    באמצעות גלים אלקטרומגנטיים.
  • 10:45 - 10:50
    עכשיו אנחנו יכולים להקשיב לצליל היקום
  • 10:50 - 10:54
    אפילו בדברים שאינם פולטים אור,
    כמו גלי כבידה.
  • 10:56 - 10:57
    (מחיאות כפיים)
  • 10:57 - 10:58
    (אנגלית) תודה.
  • 10:58 - 11:02
    (מחיאות כפיים)
  • 11:02 - 11:04
    אבל האם רק לשם כך הם משמשים?
  • 11:04 - 11:09
    האם שום טכנולוגיה אינה נגזרת מגלי כבידה?
  • 11:10 - 11:11
    אולי, כן.
  • 11:11 - 11:14
    אבל זה יקח כנראה הרבה זמן.
  • 11:14 - 11:17
    פיתחנו טכנולוגיה כדי לזהות אותם,
  • 11:17 - 11:21
    אבל במובן של הגלים עצמם,
    אולי נגלה בעוד מאה שנים מהיום
  • 11:21 - 11:23
    שהם משמשים למשהו.
  • 11:23 - 11:27
    אבל הרבה זמן לוקח לגזור טכנולוגיה מהמדע
  • 11:27 - 11:28
    ולא לשם כך אנו עושים זאת.
  • 11:28 - 11:31
    כל הטכנולוגיה נגזרת מהמדע,
  • 11:31 - 11:32
    אבל המדע שאנחנו עוסקים בו
  • 11:32 - 11:34
    הוא לשם ההנאה.
  • 11:35 - 11:37
    מה נשאר לנו לעשות?
  • 11:37 - 11:39
    הרבה מאוד.
  • 11:39 - 11:42
    הרבה מאוד. זוהי רק ההתחלה.
  • 11:43 - 11:46
    כמו שאנו עושים את הגלאים הרגישים ביותר --
  • 11:46 - 11:48
    ונשאר לנו הרבה מה לעשות --
  • 11:48 - 11:50
    לא רק שאנו הולכים לראות יותר חורים שחורים,
  • 11:50 - 11:54
    אלא נוכל ליצור קטלוג
    כדי לדעת כמה יש? והיכן?
  • 11:54 - 11:56
    מהו גודלם,
  • 11:56 - 11:59
    נוכל לצאת ולראות, אובייקטים אחרים.
  • 11:59 - 12:03
    נלך ונראה כוכבי נויטרונים מתמזגים,
  • 12:03 - 12:05
    והופכים לחור שחור.
  • 12:05 - 12:08
    נצפה בלידתו של חור שחור.
  • 12:08 - 12:11
    נוכל לראות כוכבים מסתובבים
    בגלקסיה שלנו
  • 12:11 - 12:13
    מפיקים גלים סינוסואידלים.
  • 12:13 - 12:19
    נוכל לראות פיצוצים
    של סופרנובות בגלקסיה שלנו.
  • 12:19 - 12:23
    נראה ספקטרום שלם של מקורות חדשים
  • 12:24 - 12:25
    אנחנו אוהבים לומר
  • 12:26 - 12:29
    שהוספנו משמעות חדשה לגוף האדם:
  • 12:29 - 12:31
    עכשיו, בנוסף ליכולת לראות,
  • 12:31 - 12:33
    אנחנו יכולים לשמוע.
  • 12:33 - 12:37
    זוהי מהפכה באסטרונומיה,
  • 12:37 - 12:41
    כמו זו כשגלילאו המציא את הטלסקופ,
  • 12:41 - 12:44
    או כמו שהוסיפו קול לסרטים אילמים.
  • 12:45 - 12:48
    זוהי רק ההתחלה.
  • 12:49 - 12:51
    אנחנו אוהבים לחשוב
  • 12:52 - 12:55
    שנתיב המדע ארוך מאוד --
  • 12:55 - 12:58
    מאוד מהנה, אך מאוד ארוך--
  • 12:58 - 13:04
    וקהילה בינלאומית גדולה זו
    של מדענים שעובדים כצוות
  • 13:04 - 13:07
    ממדינות רבות, כולנו יחד,
  • 13:07 - 13:09
    עוזרים לבנות את הנתיב הזה,
  • 13:10 - 13:11
    להציב אורות,
  • 13:11 - 13:14
    לפעמים אנו מוצאים מעקפים
  • 13:14 - 13:17
    ובונים, אולי
  • 13:17 - 13:19
    כביש מהיר ליקום.
  • 13:20 - 13:21
    תודה,
  • 13:21 - 13:26
    (מחיאות כפיים)
Title:
איך LIGO גילה גלי כבידה
Speaker:
גבריאלה גונזלס
Description:

יותר ממאה שנה אחרי שאלברט איינשטיין חזה גלי כבידה - גלים במרחב-זמן שנגרמו כתוצאה מהתנגשויות קוסמיות אלימות - מדעני LIGO אישרו את קיומם באמצעות גלאים גדולים ומדויקים ביותר. האסטרופיזיקאית גבריאלה גונזלס מהשיתוף הבין-לאומי LIGO מספרת לנו איך קרתה התגלית המדהימה הזאת - שזכתה בפרס נובל - ומה משמעותה להבנתנו את היקום.
more » « less
Video Language:
Spanish
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:39

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.