ผลต่างระหว่างรุ่นของ "คลื่นความโน้มถ่วง"

ในวิชา[[ฟิสิกส์]] '''คลื่นความโน้มถ่วง''' ({{lang-en|gravitational wave}}) คือความผันผวนของ[[ความโค้ง]]ใน[[ปริภูมิ-เวลา]]ที่แผ่ออกเป็น[[คลื่น]] ที่เดินทางออกจากแหล่งกำเนิด<ref name="NYT-20160212">{{cite news |last=Overbye |first=Dennis |authorlink=Dennis Overbye |title=Physicists Detect Gravitational Waves, Proving Einstein Right |url=http://www.nytimes.com/2016/02/12/science/ligo-gravitational-waves-black-holes-einstein.html |date=12 February 2016 |work=[[New York Times]] |accessdate=12 February 2016 }}</ref> [[อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์]]ทำนายไว้ใน ค.ศ. 1916<ref>{{cite journal|author=Einstein, A |title=Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation |date= June 1916 |url=http://einstein-annalen.mpiwg-berlin.mpg.de/related_texts/sitzungsberichte |journal=[[Prussian Academy of Sciences|Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin]] |volume=part 1|pages=688–696}}</ref><ref>{{cite journal|author=Einstein, A |title=Über Gravitationswellen |date=1918 |url=http://einstein-annalen.mpiwg-berlin.mpg.de/related_texts/sitzungsberichte |journal=Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin|volume=part 1|pages=154–167}}</ref> บนพื้นฐาน[[ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป]]ของเขา<ref>{{cite web |last=Finley |first=Dave |title=Einstein's gravity theory passes toughest test yet: Bizarre binary star system pushes study of relativity to new limits. |url=http://phys.org/news/2013-04-einstein-gravity-theory-toughest-bizarre.html |publisher=Phys.Org}}</ref><ref>[http://www.dpf99.library.ucla.edu/session14/barish1412.pdf The Detection of Gravitational Waves using LIGO, B. Barish]</ref> คลื่นความโน้มถ่วงส่งพลังงานเป็น'''รังสีความโน้มถ่วง''' ({{lang-en|gravitational radiation}}) การมีคลื่นความโน้มถ่วงนี้เป็นผลลัพธ์ที่เกิดได้จากความไม่แปรเปลี่ยนลอเรนซ์ (Lorentz invariance) ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เพราะนำมโนทัศน์ความเร็วจำกัดของการแผ่ของอันตรกิริยากายภาพมากับมัน ในทางตรงข้าม คลื่นความโน้มถ่วงไม่สามารถมีไม่ได้ใน[[กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน]]ได้ ซึ่งมีสัจพจน์ว่าอันตรกิริยากายาภาพกายภาพแผ่ด้วยความเร็วอนันต์

ก่อนการตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงโดยตรง มีหลักฐานโดยอ้อมของการว่ามีคลื่นนี้อยู่<ref name=HTUW/> ตัวอย่างเช่น การวัด[[ระบบดาวคู่ฮัลส์–เทย์เลอร์]]แนะว่าคลื่นความโน้มถ่วงเป็นมากกว่ามโนทัศน์ทางทฤษฎี แหล่งที่เป็นไปได้อื่นของคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจหาได้มี[[ระบบดาวคู่]]ที่อันประกอบด้วย[[ดาวแคระขาว]] [[ดาวนิวตรอน]]และ[[หลุมดำ]] ใน ค.ศ. 2016 มีตัวตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงหลายตัวอยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือกำลังดำเนินงาน เช่น แอดแวนซ์ลิโกซึ่งเริ่มการสังเกตในเดือนกันยายน ค.ศ. 2015<ref>{{cite web|title=The Newest Search for Gravitational Waves has Begun|url=https://ligo.caltech.edu/news/ligo20150918|website=LIGO Caltech|publisher=[[LIGO]]|accessdate=29 November 2015|date=18 September 2015}}</ref> ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 2016 คณะแอดแวนซ์ลิโกประกาศว่าพวกเขาตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วงจากการชนของหลุมดำ<ref name='Clark 2016'>{{Cite web|title = Gravitational waves: scientists announce 'we did it!' – live|url = https://www.theguardian.com/science/across-the-universe/live/2016/feb/11/gravitational-wave-announcement-latest-physics-einstein-ligo-black-holes-live|website = the Guardian|date=2016-02-11|access-date = 2016-02-11|first = Stuart|last = Clark}}</ref><ref name="Discovery 2016">{{cite journal |title=Einstein's gravitational waves found at last |journal=Nature News|url=http://www.nature.com/news/einstein-s-gravitational-waves-found-at-last-1.19361 |date=February 11, 2016 |last=Castelvecchi |first=Davide |last2=Witze |first2=Witze |doi=10.1038/nature.2016.19361 |accessdate=2016-02-11 }}</ref><ref>{{cite journal|title=Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger|authors=B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration)|journal=Physical Review Letters|year=2016|volume=116|issue=6|doi=10.1103/PhysRevLett.116.061102}}</ref><ref>{{Cite web|title = Gravitational waves detected 100 years after Einstein's prediction {{!}} NSF - National Science Foundation|url = http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=137628|website = www.nsf.gov|access-date = 2016-02-11}}</ref>

เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงผ่านผู้สังเกตที่อยู่ไกล ผู้สังเกตนั้นจะพบว่าปริภูมิ-เวลาถูกบิดจากผลของ[[ความเครียด (ฟิสิกส์)|ความเครียด]] ระยะทางระหว่างวัตถุอิสระเพิ่มและลดเป็นจังหวะเมื่อคลื่นผ่าน ด้วยความถี่สมนัยกับคลื่นนั้น เหตุการณ์นี้เกิดแม้วัตถุอิสระเหล่านั้นไม่มี[[แรง]]ไม่สมดุลกระทำ ขนาดของผลนี้ลดผกผันกับระยะทางจากแหล่งกำเนิด มีการทำนายว่าระบบดาวนิวตรอนคู่ที่เวียนก้นหอยเข้าหากัน (Inspiral) เป็นแหล่งกำเนิดทรงพลัังพลังของคลื่นความโน้มถ่วงเมื่อทั้งสองรวมกัน เนื่องจากความเร่งมหาศาลของมวลทั้งสองขณะที่[[วงโคจร|โคจร]]ใกล้กันและกัน ทว่า เนื่องจากระยะทางทางดาราศาสตร์ถึงแหล่งกำเนิดเหล่านี้ทำให้มีการทำนายว่าผลเมื่อวัดวัดผลบนโลกจะได้ค่าน้อยมาก คือ มีความเครียดน้อยกว่า 1 ส่วนใน 10²⁰ นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามแสดงการมีอยู่ของคลื่นเหล่านี้ด้วยตัวรับที่ไวขึ้นอีก การวัดที่ไวที่สุดในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 1 ส่วนใน {{val|5|e=22}} (ใน ค.ศ. 2012) ที่เป็นของหอดูดาวลิโกและเวอร์โก<ref>{{cite journal |author1 = LIGO Scientific Collaboration |author2 = Virgo Collaboration |title = Search for Gravitational Waves from Low Mass Compact Binary Coalescence in LIGO's Sixth Science Run and Virgo's Science Runs 2 and 3 |journal = Physical Review D |volume = 85 |page = 082002 |date = 2012 |arxiv = 1111.7314 |bibcode = 2012PhRvD..85h2002A |doi = 10.1103/PhysRevD.85.082002 }}</ref> หอดูดาวบนอวกาศ สายอากาศอวกาศอินเตอร์เฟียโรมิเตอร์เลเซอร์ (Laser Interferometer Space Antenna) กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาโดย[[องค์การอวกาศยุโรป]]

คลื่นความโน้มถ่วงควรทะลุทะลวงบริเวณของปริภูมิที่คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กผ่านไม่ได้ มีการตั้งสมมุติฐานว่าคลื่นความโน้มถ่วงจะสามารถให้สารสนเทศเกี่ยวกับหลุมดำและวัตถุประหลาดอื่นในเอกภพห่างไกลแก่ผู้สังเกตบนโลกได้ ระบบเช่นนี้ไม่สามารถสังเกตได้ด้วยวิธีดั้งเดิมอย่าง[[กล้องโทรทรรศน์แสง]]หรือ[[กล้องโทรทรรศน์วิทยุ]] ฉะนั้น ดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงจึงให้การรับรู้ใหม่ต่อการทำงานของเอกภพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลื่นความโน้มถ่วงอาจเป็นที่สนใจของนักจักรวาลวิทยาเพราะให้หนทางที่เป็นไปได้ในการสังเกตเอกภพช่วงต้นมากได้ สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ในดาราศาสตร์ดั้งเดิม เพราะก่อนการรวมประจุ (recombination) เอกภพทึบต่อรังสีไฟฟ้าแม่เหล็ก<ref>{{cite journal |last1 = Krauss |last2 = Dodelson |last3 = Meyer |first3 = S |date = 2010 |title = Primordial Gravitational Waves and Cosmology |url = |journal = Science |volume = 328 |issue = 5981 |pages = 989–992 |doi = 10.1126/science.1179541 |pmid = 20489015 |first1 = LM |first2 = S |bibcode = 2010Sci...328..989K |arxiv = 1004.2504 }}</ref> การวัดคลื่นความโน้มถ่วงที่แม่นจะยังให้นักวิทยาศาสตร์ทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ทะลุปรุโปร่งมากขึ้นด้วย