गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत
गुरुत्वाकर्षण तरंगें त्वरित, गैर-गोलाकार द्रव्यमान वितरणों द्वारा उत्पन्न होती हैं; सबसे प्रबल खगोलभौतिक स्रोत सर्पिलाकार सघन बाइनरी हैं, लेकिन सुपरनोवा, घूर्णन करते न्यूट्रॉन तारे और प्रारंभिक ब्रह्मांड भी विकिरण करते हैं।
Definition
गुरुत्वाकर्षण-तरंग स्रोत कोई भी ऐसी प्रणाली है जिसका द्रव्यमान-ऊर्जा वितरण समय-भिन्न चतुर्ध्रुवीय (या उच्चतर) क्षण रखता है, जो गुरुत्वाकर्षण विकिरण उत्सर्जित करता है; विहित स्रोत सघन-वस्तु बाइनरी हैं जिनकी कक्षीय गति प्रबल, अनुमानित तरंगरूप उत्पन्न करती है।
Scope
यह विषय गुरुत्वाकर्षण उत्सर्जन की चतुर्ध्रुवीय प्रकृति, मुख्य स्रोत वर्गों, सघन-बाइनरी संलयन, घूर्णन करते विकृत न्यूट्रॉन तारों (सतत तरंगें), असममित सुपरनोवा पतन (विस्फोट), और कई अनसुलझे स्रोतों या प्रारंभिक ब्रह्मांड से उत्पन्न यादृच्छिक पृष्ठभूमि को कवर करता है, साथ ही उन विशिष्ट आवृत्तियों और शक्तियों को भी बताता है जो यह निर्धारित करती हैं कि कौन से संसूचक उन्हें देख सकते हैं।
Core questions
- केवल गैर-गोलाकार, त्वरित प्रणालियाँ ही गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्यों उत्सर्जित करती हैं?
- खगोलभौतिक गुरुत्वाकर्षण-तरंग स्रोतों की मुख्य श्रेणियां क्या हैं?
- स्रोत गुणधर्म किस प्रकार उस आवृत्ति बैंड को निर्धारित करते हैं जिसमें उनका पता लगाया जा सकता है?
Key concepts
- द्रव्यमान चतुर्ध्रुवीय क्षण
- सघन-बाइनरी संलयन
- न्यूट्रॉन तारों से सतत तरंगें
- विस्फोट स्रोत (सुपरनोवा)
- यादृच्छिक पृष्ठभूमि
- स्रोत आवृत्ति बैंड
Key theories
- चतुर्ध्रुवीय उत्सर्जन
- गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक स्रोत के बदलते द्रव्यमान चतुर्ध्रुवीय क्षण के माध्यम से अग्रणी क्रम पर उत्सर्जित होती हैं, इसलिए गोलाकार सममित गतियाँ कुछ भी विकिरण नहीं करती हैं और केवल असममित, त्वरित द्रव्यमान वितरण ही तरंगें उत्पन्न करते हैं।
- प्राथमिक स्रोतों के रूप में सघन बाइनरी
- ब्लैक होल और न्यूट्रॉन तारों के सर्पिलाकार जोड़े सबसे प्रबल और सबसे अच्छे प्रतिरूपित स्रोत हैं, गुरुत्वाकर्षण विकिरण के माध्यम से उनके कक्षीय क्षय की पहली बार अप्रत्यक्ष रूप से हल्स-टेलर बाइनरी पल्सर द्वारा पुष्टि की गई थी।
Clinical relevance
स्रोतों की पहचान करना और उनका प्रतिरूपण करना ही गुरुत्वाकर्षण-तरंग संसूचन को खगोल विज्ञान में बदल देता है: प्रत्येक स्रोत वर्ग विभिन्न भौतिकी की पड़ताल करता है, न्यूट्रॉन तारों में सघन पदार्थ की अवस्था के समीकरण से लेकर ब्रह्मांडीय समय में ब्लैक होल की आबादी और यादृच्छिक पृष्ठभूमि में प्रारंभिक ब्रह्मांड के संभावित अवशेषों तक।
History
आइंस्टीन की भविष्यवाणी के बाद, गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पहला ठोस प्रमाण 1974 में मिला जब हल्स और टेलर ने एक बाइनरी पल्सर की खोज की जिसकी कक्षा ठीक उसी तरह क्षय हो रही थी जैसा कि चतुर्ध्रुवीय सूत्र ने भविष्यवाणी की थी, जिसके लिए उन्हें 1993 का नोबेल पुरस्कार मिला और इसने प्रत्यक्ष-संसूचन प्रयासों को प्रेरित किया।
Key figures
- Russell Hulse
- Joseph Taylor
- Kip Thorne
- Bernard Schutz
Related topics
Seminal works
- hulse1975
- maggiore2008
Frequently asked questions
- एक घूर्णन करता, पूर्णतः सममित तारा गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्यों उत्सर्जित नहीं करता है?
- उत्सर्जन के लिए एक बदलते चतुर्ध्रुवीय क्षण की आवश्यकता होती है; एक पूर्णतः अक्षीय सममित घूर्णनशील पिंड का बाहरी रूप से देखा गया द्रव्यमान वितरण स्थिर होता है, इसलिए यह कोई गुरुत्वाकर्षण तरंगें विकिरण नहीं करता है, जबकि 'पहाड़' या अन्य विषमता वाला तारा ऐसा करता है।
- हल्स-टेलर बाइनरी पल्सर का क्या महत्व था?
- इसकी कक्षा ठीक उसी दर से सिकुड़ती है जिसकी अपेक्षा की जाती है यदि यह गुरुत्वाकर्षण तरंगों को ऊर्जा खोती है, जो गुरुत्वाकर्षण विकिरण के अस्तित्व का पहला मात्रात्मक, यद्यपि अप्रत्यक्ष, प्रमाण प्रदान करता है, तरंगों का सीधे पता लगने से दशकों पहले।