ทำไมการค้นพบการรวมดาวนิวตรอนจึงมีความสำคัญ


76

ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าคนที่นี่จะเคยได้ยินเกี่ยวกับมันแล้ว แต่เห็นได้ชัดว่าซูเปอร์โนวาที่เหลือสองแห่งปะทะกันเมื่อ 130 ล้านปีก่อนและห่างออกไปหลายพันล้านล้านกิโลเมตร ...

อย่างไรก็ตามสิ่งที่ฉันยังไม่เคยได้ยินคือเหตุผลที่เราควรใส่ใจ

ฉันหมายความว่ามันเป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจและการวัดมันไม่ง่ายเลย

แต่ตอนนี้เราได้ยินแล้ว ... มีอะไรเปลี่ยนแปลง?

ฉันจะยอมรับมันฉันไม่รู้เรื่องดาราศาสตร์เป็นพิเศษ แต่ฉันอยากรู้:

ความสำคัญของการบรรลุสิ่งนี้คืออะไร? ทำไมมันถึงสำคัญไม่ว่าเราจะรู้หรือไม่?


5
จากเหตุการณ์ครั้งแรกของ Veritasium Light & Gravitational Wave Cosmic! ฉันจะบอกว่าวิธีการค้นพบแสดงให้เห็นถึงความเฉลียวฉลาดของมนุษย์
Jan Doggen

2
เตือนฉันว่าเราไม่สามารถสร้างเครื่องจักร Doomsday ได้หากไม่มีการวิจัย ผู้คนพยายามฟ้อง LHC เพื่อหยุดเช็ดพวกเราทุกคน (ถูกศาลตัดสิน) แต่มันเป็นเรื่องจริง - เราแค่ต้องการทำลายจักรวาล :-)
StephenG

1
แสงวาบรังสีแกมมามีเหตุการณ์การสูญเสียที่น่าเชื่อถือ - การเรียนรู้ทุกอย่างที่เราสามารถทำได้เกี่ยวกับพวกเขาเป็นขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจกลไกและในที่สุดพวกเขาทำนาย การป้องกันที่น่าเชื่อถือใด ๆ ยังคงอยู่ในโดเมน sci-fi
Radovan Garabík

9
เมื่อ Einstein ตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในปี 1915 อาจมีหลายคนสงสัยว่า "อะไรคือข้อตกลง? เราไม่สามารถใช้ฟิสิกส์ของนิวตัน กรอไปข้างหน้าปี 2560 ทุกคนใช้เวลากับอุปกรณ์พกพาที่บอกตำแหน่งที่แน่นอนได้ทุกที่ในโลกเทคโนโลยีสามารถค้นพบได้โดย Einstein
el.pescado

คำตอบ:


159

สาเหตุที่สำคัญนี้:

เป็นการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมกันครั้งแรกและสัญญาณ GW ที่แข็งแกร่งที่สุดในแง่ของสัญญาณเสียง ( Abbott et al. 2017a ) มันยืนยันความเป็นจริงของเทคโนโลยีการตรวจจับและการวิเคราะห์ GW อย่างน่าทึ่ง ผู้กำเนิดตั้งอยู่อย่างไม่น่าสงสัยในกาแลคซีใกล้เคียง ( Soares-Santos et al. 2017 ) ช่วยให้โฮสต์ของกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ได้รับการตรวจวัดอย่างละเอียด

มันแสดงให้เห็นว่า GWs เดินทางด้วยความเร็วแสงการตรวจสอบเพิ่มเติมของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ( Abbott et al. 2017b )

มันแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบที่หนักมากเช่นทองคำแพลตตินั่มออสแทน ฯลฯ นั้นผลิตขึ้นโดยการรวมดาวนิวตรอนเข้าด้วยกันและ จำกัด อัตราการควบรวมเช่นนี้ในจักรวาลท้องถิ่น (เช่นChornock et al. 2017 ; Tanvir et al. 2017 ) .

มันแสดงให้เห็นว่าการระเบิดของรังสีแกมมาสั้น - การระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล - อาจเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน (เช่นSavchenko et al. 2017 ; Goldstein et al. 2017 )

มันเป็นรังสีแกมมาสั้นที่ตรวจพบใกล้เคียงที่สุด ต้นกำเนิดนั้นมีลักษณะเฉพาะที่ช่วยให้สามารถตรวจสอบฟิสิกส์ที่น่าสนใจอย่างใกล้ชิดเกี่ยวกับกลไกการขับและไอพ่นที่คิดว่าจะต้องรับผิดชอบต่อรังสีแกมม่าและหลังจากนั้นรังสีเอกซ์และการปล่อยคลื่นวิทยุ (เช่นMargutti et al. 2017 ; Alexander et al. 2017 )

มันมีข้อ จำกัด การสังเกตการณ์เกี่ยวกับวิธีการว่าจะทำงานที่ความหนาแน่นสูงมากการทดสอบความเข้าใจของฟิสิกส์พื้นฐานของเราที่จะขีด จำกัด ของมัน - ตัวอย่างเช่นรายละเอียดของแรงโน้มถ่วงช่วงเวลาที่สัญญาณคลื่นก่อนการควบรวมกิจการที่มีการวินิจฉัยของเงื่อนไขการตกแต่งภายในของดาวนิวตรอนที่ความหนาแน่นของ kg / m ( Hinderer et al. 2010 ; Postnikov et al. 2010 ) 310183

มันให้วิธีการอิสระในการวัดการขยายตัวของเอกภพ การรวมแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงไบนารีเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ไซเรนมาตรฐาน" เนื่องจากระยะทางจากแหล่ง GW ปรากฏขึ้นจากการวิเคราะห์และสามารถเปรียบเทียบกับ redshift ของกาแลคซีโฮสต์ที่ระบุ ( Abbott et al. 2017c ) ผลที่ได้เห็นด้วยกับการตรวจวัดที่ทำโดยใช้ไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิคและความสัมพันธ์ระยะทาง - การเปลี่ยนระยะทางสีแดงที่สอบเทียบด้วยวิธีการอื่นเพื่อยืนยันการประมาณระยะทางอย่างน้อยที่สุดในจักรวาลท้องถิ่น

ในที่สุดเหตุการณ์นี้จะเปิดออกเพื่อจะมีความสำคัญเพราะมันเป็นโชคดี ; ในแง่ที่แหล่งกำเนิดถูกตรวจพบอย่างดีภายในขอบฟ้าความไวของ LIGO ( Abbott และคณะ 2017a ) การตรวจจับตัวเองนั้นไม่ได้คาดคิดจากอัตราที่คาดการณ์จากการศึกษาระบบดาวคู่นิวตรอนใน Galaxy ของเรา (เช่นKim et al. 2015 ) แต่ความจริงที่ว่ามันอยู่ใกล้มาก - ภายใน 5% ใกล้เคียงที่สุดของการสำรวจที่ละเอียดอ่อน ปริมาณที่สามารถตรวจพบได้ - เป็นโชคดี

ในท้ายที่สุดถ้าใครบางคนคิดว่าไม่มีสิ่งใดที่น่าสนใจหรือมีความสำคัญข้างต้นไม่มีอะไรที่ฉันสามารถเขียนได้จะโน้มน้าวพวกเขาเป็นอย่างอื่น คนส่วนใหญ่ที่ฉันพูดด้วยนั้นอยากรู้อยากเห็นและหลงใหลในการค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาลของเราและวิธีการทำงานของจักรวาล


22
ตอนนี้เป็นคำตอบที่ฉันหวังไว้ ขอขอบคุณ. สำหรับบันทึกฉันไม่ได้บอกว่ามันไม่น่าสนใจแค่สื่อบอกเราน้อยกว่า "นักวิทยาศาสตร์ได้ยินเสียงระเบิดจากอดีตใช่" ไม่ได้สร้างความประทับใจให้โจโดยเฉลี่ยของคุณว่าทำไมทุกคนถึงสนใจ
User1291

1
@ User1291 ฉันถือว่า (ไม่ถูกต้อง) ทำการแก้ไขเล็กน้อย
Rob Jeffries

3
คำถามหนึ่งข้อนี้แสดงว่า GRBs สั้นทั้งหมดนั้นเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนหรือมีเพียงบางส่วนเท่านั้น
jamesqf

3
@jamesqf มันแสดงให้เห็นว่าการรวมดาวนิวตรอนเข้าด้วยกันสามารถสร้าง sGRB ได้ อย่างน้อยก็มีบางส่วนเกิดจากการรวมดาวนิวตรอนเข้าด้วยกัน
Rob Jeffries

2
@jamesqf คุณต้องระวังไม่ให้เข้าใจผิดเกี่ยวกับการแก้ไขที่นี่ พบ GRB สั้น ๆ ไม่ได้หมายความว่า sGRB ทั้งหมดนั้นเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนหรือการรวมกันของดาวนิวตรอนทั้งหมดจะทำให้เกิด sGRB อย่างไรก็ตามมันแสดงให้เห็นว่าสามารถสร้าง sGRB และอาจเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ดังกล่าวเป็นประจำโดยพิจารณาจากพลังงานที่ปล่อยออกมา แต่เราจะไม่ทราบด้วยความมั่นใจอย่างสมเหตุสมผลจนกว่าเราจะสังเกตเห็นเหตุการณ์ดังกล่าวมากขึ้น
Adwaenyth

39

เพราะมันยอดเยี่ยม ( SMBC )

ดังนั้นผู้ชายคนนี้ชื่อโคเปอร์นิคัสแนะนำว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ (ไม่ใช่ทางกลับกัน) - การเปลี่ยนแปลงอะไร

นิวตันคนนี้มีทฤษฎีว่ามวลตอบสนองต่อแรงและแรงโน้มถ่วงอย่างไร - แล้วอะไรล่ะ?

ชายอีกคนหนึ่งที่ชื่อแมกซ์เวลล์มีความคิดว่าแสงสามารถเป็นคลื่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้จริงหรือไม่?

ผู้ชายที่ชื่อโมเนต์ตัดสินใจที่จะวาดรูปดอกบัว ใครสน?

เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมาผู้ชายบางคนจากเดนเวอร์ถือลูกบอลข้ามเส้นบ่อยกว่าผู้ชายบางคนจากแคโรไลนาที่ถือลูกบอลข้ามเส้นอีกเส้นหนึ่ง แล้วอะไรล่ะ

มันมีค่าในการค้นหาสิ่งต่าง ๆ เพราะมันหมายถึงการค้นหาสิ่งต่าง ๆ มันคุ้มค่าที่จะเข้าใจโลกของเราเพราะมันจะต้องมีความเข้าใจ การค้นพบเป็นรางวัลของตัวเอง มันไม่ได้วัดเป็น£หรือ $

การสำรวจของ GW170817 แสดงว่ามีการสร้างองค์ประกอบขนาดใหญ่ขึ้นโดยการรวมตัวของดาวนิวตรอน ธาตุหนักอย่างทองคำทองคำบนโลกนั้นน่าจะเกิดขึ้นจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนในทางช้างเผือกเมื่อหลายพันล้านปีก่อนที่เสริมสร้างฝุ่นระหว่างดวงดาว

ถ้ามันไม่สำคัญสำหรับคุณ หากบัวของโมเนท์หรือซุปเปอร์โบวล์ปล่อยให้คุณหนาวนั่นก็ไม่ใช่ปัญหา แต่ไม่ใช่ทุกสิ่งที่มีค่าใช้งาน


36
Last February, some guys from Denver carried a ball over a line more often than some guys from Carolina carried the ball over another line. So what? ฉันถามทั้งหมดใน Sports SE ...
Michael

ฉันไม่ทราบว่า Rugby เป็นที่นิยมในเดนเวอร์
Liam

2
"การค้นพบเป็นรางวัลของตัวเอง " แต่ไม่ใช่เมื่อมีเงินจำนวน จำกัด และมือมากมายพยายามคว้ามัน
RonJohn
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.