slide thuyết trình SÓNG hấp dẫn GRAVITATIONAL WAVES

GIẢ THUYẾT VỀ SÓNG HẤP DẪN VÀ SỰ PHÁT HIỆN SÓNG HẤP DẪN:1.. GIẢ THUYẾT VỀ SÓNG HẤP DẪN VÀ SỰ PHÁT HIỆN CHỨNG MINH SỰ TỒN TẠI CỦA SÓNG HẤP DẪN:1.. Ông nhận thấy trong các phương trình tr

SÓNG HẤP DẪN

GRAVITATIONAL WAVES

CÁC THÀNH VIÊN

1.Lưu Anh Khoa

2.Đỗ Thị Hương Giang3.Lê Minh Hải

4.Lê Minh Chiến

5.Trần Nhật Linh

6.Nguyễn Tư Thái Sơn7.Nguyễn Hữu Thắng

NỘI DUNG

I GIẢ THUYẾT VỀ SÓNG HẤP DẪN VÀ SỰ PHÁT HIỆN SÓNG HẤP DẪN:

1 Giả thuyết về sóng hấp dẫn:

2 Phát hiện của LIGO:

II CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Khái niệm về sóng hấp dẫn:

2 Nguồn gốc sóng hấp dẫn:

3 Các đặc trưng cơ bản

III Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHÁT HIỆN SÓNG HẤP DẪN:

3 Giải quyết các vấn đề lý thuyết:

4 Về mặt ứng dụng thực tiễn trong tương lai:

I GIẢ THUYẾT VỀ SÓNG HẤP DẪN VÀ SỰ PHÁT HIỆN CHỨNG MINH SỰ TỒN TẠI CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Giả thuyết về sóng hấp dẫn:

Năm 1916, Albert Einstein đã dự

đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn

Ông nhận thấy trong các phương

trình trường yếu tuyến tính có các

nghiệm sóng: các sóng ngang của

không gian di chuyển với tốc độ ánh

sáng, được tạo ra từ sự biến đổi thời

gian của momen tứ cực khối lượng

của nguồn. Albert Einstein (14/3/1979 – 18 /4 /1955) là nhà vật 

lý lý thuyết người Đức, bộ óc vĩ đại của nhân loại.

Cùng năm, Schwarzschild đã

cho công bố một nghiệm của

phương trình trường mà sau này đã

được phát hiện ra là mô tả một lỗ

đen, và vào năm 1963 Kerr đã cho

tổng quát nghiệm thành hố đen

xoáy

Karl Schwarzschild (9/10/1873 – 11/5/1916) là 

một nhà vật lý học người Đức

I GIẢ THUYẾT VỀ SÓNG HẤP DẪN VÀ SỰ PHÁT HIỆN CHỨNG MINH SỰ TỒN TẠI CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Giả thuyết về sóng hấp dẫn:

2 Phát hiện của LIGO:

• Năm 2015, hệ thống LIGO - đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa

kế laser - được đưa vào hoạt động với độ nhạy và chính xác cao.

Hai đài quan sát LIGO ở Hanford, Washington và Livington, Louisiana

• Vào ngày 14 tháng 9, 2015 vào lúc 09:50:45, hai đài quan sát LIGO ở Hanford, Washington và Livington, Louisiana cùng thu được tín hiệu trùng hợp GW150914.

• Sự va chạm giữa hai hố đen khổng lồ, có khối lượng lớn gấp 29-36 lần Mặt trời, cách Trái Đất 1,3 tỉ năm ánh sáng, là

nguồn phát sinh sóng hấp dẫn cực mạnh

• Trong 1/5 giây cuối cùng của vụ va chạm, lỗ đen mới sản sinh

ra khối năng lượng gấp 50 lần tổng năng lượng của toàn bộ

phần còn lại của vũ trụ (dưới các dạng ánh sáng, sóng từ

trường, X-ray, )

• Làn sóng hấp dẫn cực mạnh lan rộng ra khắp toàn vũ trụ, làm biến dạng không gian - thời gian trước khi "chạm" đến Trái

đất 1,3 tỉ năm sau đó

Mô phỏng sự tương tác giữa hai lỗ đen trước khi sáp nhập

II CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Khái niệm:

• Là một khái niệm trong “Thuyết tương đối rộng” của Albert Einstein đưa ra năm 1915.

• Sóng hấp dẫn là những gợn của độ cong không-thời gian lan truyền từ vật có khối lượng ra ngoài không gian, với vận tốc ánh sáng.

• Khi vật thể chuyển động, độ cong không-thời gian thay đổi và khi vật chuyển động có gia tốc, độ cong này lan truyền ra không gian bên

ngoài với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng (như tốc độ của sóng điện từ).

Vật có khối lượng lớn bẻ cong không – thời gian xung quanh nó

Vũ trụ theo quan điểm của Newton và Einstein

II CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Khái niệm:

2 Nguồn phát sóng:

Là các quá trình vật lý thiên văn tạo năng lượng rất lớn, ví

dụ như các ngôi sao neutron xoay quanh nhau, hoặc các hố đen vũ trụ, những thứ tạo ra lượng sóng hấp dẫn lớn và ổn định

Quan sát gián tiếp: quan

sát các hiệu ứng của sóng

trên những vật thể ở xa

Phát hiện lần đầu vào

năm 1974, từ hệ quả của

chu kỳ quỹ đạo hệ hai

B1913+16.

Cặp sao Neutron 

Hai nhà thiên văn Russell

Hulse và Joseph Taylor , cho

biết theo thời gian, quãng thời

gian giữa những lần tín hiệu tới

kính thiên văn vô tuyến dần

ngắn lại

Mô phỏng cặp sao

Điều này gợi ý rằng hai ngôi sao đang chuyển động xoắn ốc gần

về nhau với chu kỳ quỹ đạo giảm dần Năng lượng quỹ đạo của hệ bị mất đi bằng đúng với giá trị dự đoán của sóng hấp dẫn mang theo

năng lượng phát ra từ hệ này.

Được ghi nhận vào lúc 16h51 ngày 14/09/2015 bởi cả 2 máy dò của đài quan sát giao thoa laser sóng hấp dẫn (LIGO).

• Spin của vật thể này (ringdown phase - giai đoạn rung ngân).

II CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA SÓNG HẤP DẪN:

1 Khái niệm

2 Nguồn phát

3 Các đặc trưng cơ bản

• Biên độ: Thường được ký hiệu bằng h Sóng hấp dẫn đi qua

Trái Đất có biên độ khoảng h ≈ 10-20 , xác định bởi biểu thức dh/dt

h: biến dạng của sóng hấp dẫn (gravitational wave strain)

• Tần số: (ký hiệu: f), đây là tần số mà sóng dao động (1 chia

cho lượng thời gian giữa hai lần giãn và nén liên tiếp)

• Bước sóng: (ký hiệu: 𝜆), đây là khoảng cách dọc theo phương

truyền sóng giữa hai điểm có độ dãn hoặc độ nén lớn nhất

• Tốc độ: Đây là tốc độ mà tại một điểm trên sóng (ví dụ, điểm

tại độ giãn hay độ nén là lớn nhất) lan truyền Đối với sóng

hấp dẫn có biên độ nhỏ, tốc độ này bằng tốc độ ánh sáng c

III Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHÁT HIỆN SÓNG HẤP DẪN:

1 Giải quyết các vấn đề lý thuyết:

a Sự tồn tại của hố đen vũ trụ:

(Nói miệng)

Lỗ đen là vật thể rất bí ẩn trong vũ trụ, có lực hấp dẫn mạnh

đến mức ánh sáng cũng không thể thoát ra Đến nay, giới khoa học mới chỉ “quan sát” được lỗ đen bằng cách nghiên cứu tương tác hấp dẫn của chúng hoặc hoạt động của các vật chất ở gần chúng Và cũng không ai biết liệu lỗ đen có sáp nhập vào nhau để tạo ra lỗ đen lớn hơn hay không?

Nhưng giờ LIGO đã cung cấp bằng chứng cụ thể để chứng minh điều đó

Hình ảnh mô phỏng một lỗ đen

b Kiểm nghiệm tính đúng đắn của “Thuyết tương đối”:

• Các tính chất cơ bản, khối lượng và spin, của hố đen sau va chạm có giá trị phù hợp với dự đoán của thuyết tương đối

rộng

• Việc chứng tỏ “Thuyết tương đối” hoàn toàn đúng đắn sẽ tạo nền móng vững chắc cho vật lý lượng tử sau này

III Ý NGHĨA CỦA VIỆC PHÁT HIỆN SÓNG HẤP DẪN:

1 Giải quyết các vấn đề lý thuyết:

2 Ứng dụng thực tiễn trong tương lai:

a Du hành xuyên thời gian – bẻ cong không – thời gian:

b Hé lộ sự tồn tại của thế giới song song – lý thuyết đa vũ trụ

• Cơ sở: ảnh hưởng của các chiều không gian mới lên sóng hấp dẫn, bao gồm sóng lạ ở tần số cao và sự co giãn của sóng hấp dẫn thay đổi trong không gian

Thế giới song song – lý thuyết đa vũ trụ

KẾT LUẬN

Sóng hấp dẫn mở ra một chân trời mới, gợi ra một hướng

đi, xu hướng cho ngành vật lý nói riêng cũng như ngành khoa học thế giới nói chung Sóng hấp dẫn cho con người một công

cụ mới để tìm hiểu và giải thích về những vấn đề bí ẩn của vũ trụ, xa hơn là đưa con người chinh phục vũ trụ bao la đó

Con người hoàn toàn có thể hi vọng vào việc ứng dụng

những tính chất của sóng hấp dẫn trong thực tiễn cuộc sống cũng như đảo ngược mọi quy tắc ”không gian-thời gian” vốn

đã tồn tại vứng chắc rất lâu

THANK

YOU