Poill dhubh mínithe, ag an mbean a d'aimsigh tonnta imtharraingthe Einstein

Insamhalta ríomhaire a thaispeánann imbhualadh dhá pholl dhubh os cionn billiún solas solais ar shiúl. Íomhá: REUTERS / The SXS

Nergis Malvala

Conas is féidir leis na círéibeacha ó imbhualadh dhá pholl dubh cabhrú linn na cruinne a thuiscint? Le haghaidh ár sraith agallaimh XxXX le deichniúr eolaithe ban mór le rá, labhair Nergis Mavalvala, Ollamh le Fisic in Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts, linn faoi réaltaí imploding, tonnta imtharraingthe Einstein, agus bloic thógála ár réaltra.

Is fisiceoir mé ag obair ar thonnta imtharraingthe a bhrath, ar tonnta iad i bhfabraic an ama spáis féin. Bhí siad tuartha ag Albert Einstein ina theoiric ghinearálta maidir le coibhneas céad bliain ó shin, ach ní raibh muid in ann breathnú orthu le bliain anuas.

Cad atá chomh speisialta faoi thonnta imtharraingthe?

Is é an rud a fhágann go bhfuil tonnta imtharraingthe iontach iontach go n-astaíonn rudaí atá dorcha go bunúsach iad, cosúil le poill dhubha. Ní fhaca muid poll dubh riamh, toisc go bhfuil ár dteileascóip deartha chun solas a bhreathnú. Ní fhaca muid riamh dhá pholl dubh ag imbhualadh. Ach trí na tonnta a astaíonn siad in imbhualadh a thomhas, is féidir linn poill dhubha a bhreathnú agus a saolré a thuiscint.

Léaráid de dhá pholl dubh ag imbhualadh, le tonnta imtharraingthe ag sracadh amach

Íomhá: LIGO / T. Píl

Nuair a chliseann réaltaí, casann siad ina réaltaí neodrón nó ina bpoll dubh. Ritheann siad amach as an mbreosla núicléach a chuireann ar a gcumas taitneamh a bhaint as, agus cuireann siad isteach mar gheall ar a dtarraingt imtharraingthe féin. Déanfaidh ár ngrian féin é sin ag pointe éigin. Tá meáchanlár ollmhór ag na réaltaí neodrón nó na poill dhubha seo, tá siad an-dlúth. Anois samhlaigh dhá pholl dhubh ag teacht níos gaire, ag fithisiú a chéile agus ag críochnú an damhsa sin in imbhualadh mór. Scaoileann siad tonnta ar féidir linn a thomhas lenár mbrathadóir, LIGO, atá gearr do Réadlann Tonn Imtharraingthe Lasair Interferometer.

Cathain a chonaic tú imbhualadh dhá pholl dubh ar dtús?

I mí Mheán Fómhair 2015, thomhais ár mbrathadóir i Louisiana comhartha láidir a léirigh tonn imtharraingthe a rith, agus 7 milleasoicind ina dhiaidh sin léirigh ár dara brathadóir i stát Washington an comhartha céanna leis an tonn a rith tríd. Is cuimhin liom an comhartha a fheiceáil agus goosebumps a fháil. Bhí mé ag obair ar thonnta imtharraingthe le 25 bliana, agus nuair a chuala mé den chéad uair faoin mbrath a d’fhéadfadh a bheith orthu mar mhac léinn gradam, bhí sé dÚsachtach go hiomlán - agus go hiomlán mealltach.

Tháinig an comhartha ó dhá pholl dhubh ag fithisiú a chéile. Bhí a mais faoi seach thart ar 30 oiread mais ár gréine, ach níor thomhais siad ach 150 ciliméadar trasna, rud atá beag de réir caighdeán réaltfhisiceach. Chun comparáid a dhéanamh, tá ga 700,000 ciliméadar ag ár ngrian. Anois samhlaigh na poill dhubha ollmhóra seo ag scoitheadh ​​timpeall a chéile, beagnach ar luas an tsolais. Nuair a bhuail siad a chéile, scaoil siad níos mó fuinnimh ná a scaoileann na réaltaí lonracha go léir sa chruinne. Cuireadh an fuinneamh sin amach i bhfoirm tonnta imtharraingthe. Chonaiceamar é sin go léir sna sonraí, agus chonaiceamar freisin go raibh poll dubh nua déanta mar thoradh ar an imbhualadh.

Bhí na poill dhubha 1.3 billiún solas solais ar shiúl, agus mar sin thugamar faoi deara rud a tharla 1.3 billiún bliain ó shin.

An bhfuil poill dhubha contúirteach?

Ach má éiríonn tú ró-ghar! Is iad na cinn a thugamar faoi deara ná billiún solas solais ar shiúl. Ní chuireann siad aon bhaol ar ár gcóras gréine - tá go leor rudaí eile ar chóir dúinn a bheith buartha fúthu níos mó, iompar an duine den chuid is mó agus a bhfuil á dhéanamh againn ar ár bplainéad. Tá an dóchúlacht go mbuailfidh astaróideach an talamh, mar shampla, beag i ndáiríre i gcomparáid leis an damáiste is féidir linn a dhéanamh linn féin.

Mar sin cén fáth go gcaithfimid poill dhubha a thuiscint?

Is bloic thógála thábhachtacha dár Cruinne iad poill dhubha. Táimid ag foghlaim go bhfuil poll dubh sármhaith ag croílár gach réaltra le milliún nó fiú billiún uair mais ár gréine. Níl a fhios againn i ndáiríre mórán faoi phoill dhubha, ach tá cónaí orainn i réaltra agus caithfimid iarracht a dhéanamh é a thuiscint.

Déanta na fírinne, cruthaíodh an chuid is mó d’eilimintí an tábla thréimhsiúil i bpléascanna na réaltaí, an teagmhas céanna a thugann poll dubh. Tá baint ag na rudaí seo go léir, agus tá tuiscint orthu mar chuid de na ceisteanna móra: Cad as a ndéantar muid? Cad as a dtagann muid?

Cad é an dúshlán ba mhó i do thaighde?

Tá trí mhórdhúshlán romhainn. Bhí brathadóirí tógála ar cheann acu a d’fhéadfadh na tomhais an-bheacht a theastaíonn uainn a dhéanamh. Bíonn tonnta imtharraingthe ina gcúis le ham spáis féin síneadh agus crapadh. Fiú agus na tonnta seo ag dul tríothu féin agus mise, a dhéanann siad an t-am ar fad, bíonn siad ina gcúis linn síneadh agus crapadh, ach gan ach méid beag bídeach a bheith acu.

Tá ár mbrathadóir LIGO i gcruth L, agus tá gach taobh den L 4 chiliméadar ar fhad. Tá sé sin mór go leor chun go ligfeadh ár dteicneolaíocht dúinn - ar éigean - ligean dúinn na tomhais a dhéanamh. Ar an scála sin, tá an t-athrú de bharr na dtonnta míle uair níos lú ná núicléas an adaimh. Mar sin tá an áilleacht ann dhá pholl dhubh a fheiceáil ag imbhualadh den chéad uair, ach tá áilleacht ann freisin cruinneas na dtomhas a fheiceáil.

Dúshlán eile ba ea an teoiric bhunúsach a réiteach, agus tuiscint a fháil ar an gcuma ar chóir don chomhartha a bheith fiú. Ba é an tríú dúshlán na comharthaí a bhaint as sonraí an-torainn. Bhí cuid de na comharthaí soiléir agus láidir, ach bhí cuid eile lag, agus theastaigh uainn iad uile a fheiceáil.

Cad iad na chéad spriocanna eile atá agat?

Brathadóirí níos fearr a thógáil, sin an treo a bhfuilimid ag dul isteach - teicneolaíocht níos fearr a úsáid chun tomhais níos íogaire a fháil. Tá an chruinne iomlán seo amuigh ansin, ag fanacht le breathnú.

An titim seo, táimid chun ár mbrathadóirí a atosú le híogaireacht fheabhsaithe agus rithfidh siad ar feadh sé mhí. De réir ár meastacháin, is féidir linn a bheith ag súil le cúig imbhualadh poll dubh eile a urramú le linn na tréimhse sin.

Mar réaltfhisiceolaí baineann, chuaigh tú isteach i réimse a raibh fir faoi smacht aige. D’fhás tú aníos freisin mar chuid de mhionlach reiligiúnach, pobal Parsi sa Phacastáin. Ó d’eispéireas féin, cén chaoi a bhféadfaimis níos mó ban agus mionlach a mhealladh chuig na réimsí STEM?

Rud amháin a mhúnlaigh mé ná go raibh mé i mo choimhthíoch i ngach milieu ar bhog mé isteach. Mar sin bhí mé compordach i gcónaí a bheith difriúil, agus chuir sé sin le mo chumas rathú ar imeall na príomhshrutha. Nuair a shiúil mé isteach i halla léachta fisice mar dhuine de thriúr ban i measc céad fear, níor shíl mé faic de, mar bhí mé cleachtaithe le bheith mar an Eile. D'oibrigh mé ansin sa réimse turgnamhach seo a measadh a bheith maverick deas ar feadh i bhfad.

Maidir le níos mó ban a mhealladh, is é an difríocht is mó a dhéanfaí ná líon na mban a dhéanann eolaíocht a mhéadú, ach é sin ráite go héasca. Conas a dhéanaimid é seo? B’fhéidir gur chóir do gach eolaí meantóireacht a dhéanamh ar dhaoine óga agus a thaispeáint dóibh go bhfuil sé seo spraíúil agus corraitheach, agus go mbainfidís taitneamh as é a dhéanamh.

Agallamh le Sophie Hardach.

Ar léigh tú? Cá bhfuil na mná san eolaíocht? Conas a shábhálfaidh an eolaíocht an domhan

Foilsíodh ar dtús é ag www.weforum.org.