Gravitational Waves: The past in the fabric of space-time

[macsover]

Albert Einstein predicted the existence of gravitational waves in 1916 as part of the theory of general relativity. In Einstein's theory, space and time are aspects of a single measurable reality called space-time. Matter and energy are two expressions of a single material. We can think of space-time as a fabric; The presence of large amounts of mass or energy distorts space-time – in essence causing the fabric to "warp" – and we observe this warpage as gravity. Freely falling objects – whether soccer balls, satellites, or beams of starlight – simply follow the most direct path in this curved space-time.
Just as a boat sailing through the ocean produces waves in the water, moving masses like stars or black holes produce gravitational waves in the fabric of space-time. A more massive moving object will produce more powerful waves, and objects that move very quickly will produce more waves over a certain time period.
When large masses move suddenly, some of this space-time curvature ripples outward, spreading in much the way as ripples on the surface of an agitated pond. When two dense objects such as neutron stars or black holes orbit each other, space-time is stirred by their motion and gravitational energy ripples throughout the universe in a manner represented by the picture at lower right.
In 1974 Joseph Taylor and Russell Hulse found such a pair of neutron stars in our own galaxy. One of the stars beams regular pulses of radio waves toward Earth. Taylor and his colleagues were able to use these radio pulses, like the ticks of a very precise clock, to study the orbit of neutron stars. Over two decades, these scientists watched for and found the tell-tale shift in timing of these pulses, which indicated a loss of energy from the orbiting stars – energy that had been carried away as gravitational waves.
The result was just as Einstein's theory predicted. The discovery of Hulse and Taylor represents strong indirect evidence of gravitational waves.

[Victor]

Albert Einstein prédit l'existence d'ondes gravitationnelles en 1916 dans le cadre de la théorie de la relativité générale. Dans la théorie d'Einstein, l'espace et le temps sont des aspects d'une même réalité mesurable appelé espace-temps. La matière et l'énergie sont deux expressions d'un seul matériau. Nous pouvons penser à l'espace-temps comme un tissu; La présence de grandes quantités de masse ou d'énergie déforme l'espace-temps - en substance provoquant le tissu de «chaîne» - et nous observons ce gauchissement que la gravité. objets en chute libre - si des ballons de football, des satellites, ou des faisceaux de lumière des étoiles - il suffit de suivre le chemin le plus direct dans cet espace-temps courbe.
Tout comme une voile de bateau à travers l'océan produit des ondes dans l'eau, masses en mouvement comme des étoiles ou des trous noirs produire des ondes gravitationnelles dans le tissu de l'espace-temps. Un objet en mouvement plus massive va produire des ondes plus puissantes, et les objets qui se déplacent très rapidement va produire plus de vagues sur une certaine période de temps.
Lorsque de grandes masses se déplacent tout d'un coup, une partie de cet espace-temps courbure des ondulations extérieures, la propagation dans une grande partie de la manière que des ondulations à la surface d'un étang agité. Lorsque deux objets denses comme les étoiles à neutrons ou des trous noirs orbite de l'autre, l'espace-temps est agité par leur mouvement et de l'énergie gravitationnelle ondulations dans l'univers d'une manière représentée par l'image en bas à droite.
En 1974, Joseph Taylor et Russell Hulse trouvé une telle paire d'étoiles à neutrons dans notre propre galaxie. Une des étoiles poutres impulsions régulières des ondes radio vers la Terre. Taylor et ses collègues ont pu utiliser ces impulsions radio, comme les tiques d'une horloge très précise, pour étudier l'orbite des étoiles à neutrons. Plus de deux décennies, ces scientifiques ont regardé et ont trouvé le passage de témoin au moment de ces impulsions, ce qui indique une perte d'énergie des étoiles en orbite autour de - l'énergie qui avait été emporté comme les ondes gravitationnelles.
Le résultat était tout aussi la théorie d'Einstein prédit. La découverte de Hulse et Taylor représente une forte preuve indirecte des ondes gravitationnelles.

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