הצגת המקור של הדף "גלי כבידה"

[[קובץ:wavy.gif|360px|ממוזער|המחשה תלת־ממדית של גלי כבידה מתפשטים במרחב־זמן כתוצאה ממערכת כוכבים בינארית]]
'''גל כבידה''' (להלן גרסאות שונות למונח) הוא הפרעה של [[עקמומיות]] ב[[מרחב-זמן|מרחב־זמן]], המתפשטת במרחב. גלי כבידה הם מונח של [[תורת היחסות הכללית]] של [[אלברט איינשטיין]], והתפשטותם מתוארת על ידי [[משוואות איינשטיין]]. איינשטיין הסיק את קיומם עם פיתוח תורת היחסות הכללית במאמרים מ־1916 ו־1918 {{אנ|List of scientific publications by Albert Einstein}}, אך סבר שהם יהיו חלשים מכדי להימדד אי פעם. עדות עקיפה לקיומם התקבלה ב־[[1974]] (להלן). ב[[פברואר]] [[2016]] הכריזו [[מדען|מדענים]] אמריקאים על [[תגלית גלי הכבידה]] שהן ראיות מבוססות לקיומם של גלי כבידה ביקום{{הערה|{{הארץ|עידו אפרתי|מדענים הצליחו להוכיח את קיומם של גלי כבידה ביקום|1.2849065|11 בפברואר 2016|מנויים=לא}}}}. נכון ל-2022, התגלו גלי כבידה בעשרות אירועים שונים.

== יצירת גלי כבידה ==
על פי תורה היחסות הכללית, גלי [[כבידה]] נוצרים על ידי תנועה של מקורות של שדה הכבידה. דוגמה אופיינית למערכת שצפוי כי תייצר גלי כבידה היא [[כוכב כפול|מערכת בינארית]] של [[כוכב]]ים (או מערכות מורכבות יותר, אפילו [[גלקסיה|גלקסיות]]), אשר סובבים סביב מרכז ה[[מסה]] של המערכת. באופן כללי עוצמתם של גלי כבידה צפויה להיות חלשה מאוד, אולם כאשר מדובר בתנועה במהירויות הקרובות ל[[מהירות האור]], בין גופים [[אסטרונומיה|אסטרונומיים]] קומפקטיים, מאסיביים מאוד וקרובים מאוד זה לזה, כגון צמד של [[חור שחור|חורים שחורים]], [[כוכב נייטרונים|כוכבי נייטרונים]] או [[ננס לבן|ננסים לבנים]], ייצרו תוך כדי הקפתם ההדדית קרינת כבידה חזקה דיה כך שעל אף מרחקם הגדול מ[[מערכת השמש]] שלנו, ניתן יהיה למדוד אותה בסביבת [[כדור הארץ]], באופן ישיר, באמצעים [[טכנולוגיה|טכנולוגיים]] מתאימים.

המשוואה המתארת יצירת גלי כבידה היא [[נוסחת הקוואדרופול]] של איינשטיין:
:<math> \bar{h}_{ij}(t,r) = \frac{2 G}{c^4 r} \ddot{I}_{ij}(t-r/c), </math>
כאשר
<math> \bar{h}_{ij}</math>
מתאר את גל הכבידה (זהו החלק המרחבי של ההפרעה המטרית, בהצגה בכיול trace reversed)
וכאשר
<math>I_{ij}</math>
הוא מומנט הקוואדרופול של המסה של המערכת.
בהתאם, האנרגיה המשתחררת כגלי כבידה ממערכת נתונה על ידי המשוואה{{הערה|[http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.201600209/full The basic physics of the binary black hole merger GW150914]|כיוון=שמאל}}
:<math> \frac{dE}{dt} = \frac{c^3}{16\pi G} \iint \dot{h}^2 dS = \frac{1}{5} \frac{G}{c^5} \sum_{i=1,j=1}^3 \frac{d^3 {I}_{ij}}{dt^3} \frac{d^3 {I}_{ij}}{dt^3}</math>

== גרסאות שונות למונח ==
המונח '''גלי כבידה''' שימש בעבר בעיקר לתיאור גלים משטחיים על פני נוזל בהשפעת כוח הכבידה - אדוות, תופעה לא־יחסותית, המכונה באנגלית {{אנ|Gravity wave|Gravity Wave}}. המונח האנגלי לגלים במרחב הזמן־חלל המתוארים בתורת היחסות הכללית הוא {{אנ|Gravitational Wave|Gravitational Wave}}, שיש לתרגם '''גלים כבידתיים''' או '''גלים גרביטציוניים''' (או '''קרינה כבידתית''' או '''קרינה גרביטציונית'''). אף על פי כן, המונח '''גלי כבידה''' נפוץ גם לתיאור תופעה זו.

== פרויקטים לחיפוש עדות על גלי כבידה באמצעות מדידה ישירה ==
[[קובץ:Atomic Interferometry.ogv|ממוזער|350px|אינטרפרומטריה אטומית למציאת קרינת כבידה, NASA.]]

=== LIGO ===
{{ערך מורחב|LIGO}}
[[LIGO]] (ראשי תיבות של '''L'''aser''' I'''nterferometer '''G'''ravitational-Wave '''O'''bservatory) הוא פרויקט משותף של [[המכון הטכנולוגי של קליפורניה]], [[המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס]] ועוד [[אוניברסיטה|אוניברסיטאות]] רבות, הוא הפרויקט היקר ביותר של [[הקרן הלאומית למדע (ארצות הברית)|הקרן הלאומית למדע]] (נכון לשנת 2002, עם השקעה של כ-365 מיליון דולר). מטרתו למדוד גלי כבידה באופן ישיר. צמד גלאי הענק ששימש בפרויקט בין השנים 2002–2010 פורק לאחר שלא גילה סימן לקיומם של גלי כבידה.

צמד של גלאים רגישים יותר (Advanced LIGO) הופעל בספטמבר 2015{{הערה|[http://ligo.org/ האתר הרשמי של LIGO]}}. ב־[[11 בפברואר]] [[2016]] הכריזו ראשי התוכנית כי עמדו במשימתם ו[[תגלית גלי הכבידה|גילו את גלי הכבידה]]{{הערה|{{מעריב אונליין|כרמית ספיר ויץ, רויטרס|אישוש לתיאוריה של איינשטיין: מדענים זיהו גלי כבידה בתגלית מדעית דרמטית|news/world/Article-525852|11 בפברואר 2016}}.}}.

[[פרס נובל לפיזיקה]] לשנת [[2017]] הוענק לשלושה ממדעני LIGO, [[ריינר וייס]], [[בארי בריש]] ו[[קיפ תורן]], על תרומתם המכרעת בפרויקט LIGO ועל זיהוי גלי הכבידה. זאת פעם ראשונה בהיסטוריה שפרס נובל בתחומים המדעיים (פיזיקה, [[פרס נובל לכימיה|כימיה]] וכן [[פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה|פיזיולוגיה או רפואה]]) מוענק בתוך פרק זמן כה קצר מרגע התגלית שעליה הוא מוענק (התגלית התרחשה ב־15 ביוני 2016, פחות משנתיים מרגע התרחשותה ועד לפרס). על פי רוב, הפרסים בתחומים המדעיים מוענקים עשרות שנים לאחר התרחשות התגלית או ההישג.

=== eLISA ===
בפרויקט [[LISA]] המקורי{{הערה|[http://lisa.nasa.gov/ דף הפרויקט של LISA באתר NASA]}} (ראשי תיבות של '''L'''aser''' I'''nterferometer '''S'''pace '''A'''ntenna) שהיה משותף ל-[[NASA]] ול[[סוכנות החלל האירופית]] תוכננה הצבת [[אינטרפרומטריה|אינטרפרומטר]] חללי במערך שהיה אמור להיות מורכב משלוש [[חללית|חלליות]] נושאות לייזרים וגלאים, במבנה משולש כשהמרחק ביניהן עומד על כ־2.5 מיליון ק"מ לשם יצירת אינטרפרומטר ענק שאורך זרועותיו בהתאם. הפרויקט בוטל עם הודעתה של NASA באפריל 2011 על פרישתה מהפרויקט מסיבות תקציביות. עקב כך נערכה סוכנות החלל האירופית לפרויקט חדש וצנוע יותר המכונה eLISA (ראשי תיבות של '''E'''volved''' L'''aser''' I'''nterferometer '''S'''pace '''A'''ntenna), ה[[גשושית]] שוגרה בהצלחה ב־2015, והשלימה משימות המחקר במהלך שנת 2016{{הערה|[http://sci.esa.int/lisa-pathfinder/ אתר המשימה הרשמי]}}. ביוני 2017 לאחר שפורסם כי תוצאות המשימה עלו על המצופה{{הערה|[http://www.bbc.com/news/science-environment-38897697 ידיעה באתר ה־BBC]}} אושרה תוכנית LISA המקורית ליציאה למכרזים ראשוניים ונקבע יעד לעשור 2030 להפעלת מצפה גלי כבידה בחלל{{הערה|[Europe selects grand gravity mission ידיעה באתר ה־BBC]}}.

==== Einstein@Home ====
פרויקט [[Einstein@Home]] משתמש בטכנולוגיית [[חישוב מבוזר קהילתי]] בשם [[(Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC]]. הפרויקט מחפש גלי כבידה שמקורם ב[[פולסר]]ים באמצעות סקירת מידע שנאסף בעבר בפרויקט LIGO.

== עדויות עקיפות לקיומם של גלי כבידה ==
עדות בלתי ישירה לקיומם של גלי כבידה התקבלה ב־[[1974]] מתוך זיהוי עליה ב[[תדירות זוויתית|תדירות הסיבוב]] של צמד [[כוכב נייטרונים|כוכבי נייטרונים]], דבר היכול להעיד על מערכת המאבדת אנרגיה באמצעות פליטתה כגלי כבידה{{הערה|[[:en:PSR B1913+16|פולסר זוגי PSR B1913+16]]}}. על תגלית זו זכו ב[[פרס נובל]] ראסל הולס וג'וזף טיילור ב־[[1993]].

במרץ 2014 פורסמו תוצאות מדידות של הטלסקופ [[BICEP]] {{אנ|BICEP and Keck Array}} העשויות להצביע בעקיפין על קיומם של גלי כבידה בשלב ה[[אינפלציה קוסמית|תפיחה]] של [[המפץ הגדול]]{{הערה|{{הידען|אבי בליזובסקי|כיצד פועל הטלסקופ בקוטב הדרומי שגילה את גלי הכבידה שנוצרו במפץ הגדול?|nasa-technology-views-birth-of-the-universe-1803146|18 במרץ 2014}}}}. אחר בדיקה מחודשת של התוצאות פורסם באוקטובר 2014 כי ככל הנראה נפלו טעויות בהערכת הממצאים, וכי לא ניתן לייחס למדידות אלו את קיומם של גלי כבידה בשלב התפיחה של המפץ הגדול. הבהרה של מהות הממצאים התפרסמה על ידי צוות לוויין החלל האירופאי Planck באוקטובר 2014{{הערה|[http://sciencenordic.com/gravitational-wave-discovery-was-most-likely-measurement-error/ גילוי גלי הכבידה שהתפרסם במרץ 2014 ככל הנראה טעות מדידה]}}.

== גילוי גלי כבידה==
[[קובץ:LIGO measurement of gravitational waves.svg|שמאל|ממוזער|300px|גילוי גלי הכבידה על ידי צוות LIGO, רישום בגלאי בליווינגסטון, [[לואיזיאנה]] (מימין), והאות שנקלט ב[[הנפורד]], [[וושינגטון (מדינה)|וושינגטון]] (משמאל), בהשוואה לניבוי התאורטי]]
{{ערך מורחב| תגלית גלי הכבידה}}
ב־11 בפברואר 2016, הודיע צוות פרויקט LIGO כי הם איתרו אות של גלי כבידה. האות נקלט ב־14 בספטמבר 2015, בשעה 10:51 [[UTC]]. גלי הכבידה היו תוצאה של התנגשות של שני חורים שחורים, שכל אחד מהם בעל מסה של כ־30 מסות שמש, וקוטר של כ־150 ק"מ. הגופים הללו הקיפו [[מרכז מסה]] משותף (בדומה לפולסר זוגי), אולם במקרה הזה הם התקרבו זה לזה עד שהתאחדו לחור שחור אחד{{הערה|שם=התגלית|[http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102 Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger] מאת B. P. Abbott ועוד רבים מצוות LIGO ו-VIRGO, מאמר ב-Physical Review Letters, מתאריך 11 בפברואר 2016}}. התגלית קיבלה את הסימון '''GW150914''', קיצור של: Gravitational Wave 2015-09-14.

אירוע נוסף נקלט בגלאים ב־12 באוקטובר 2015, ודווח לצד הגילוי הראשון בפברואר 2016 ובסיכום ההרצה הראשונית{{הערה|מקור https://arxiv.org/abs/1606.04856}}. המובהקות שלו נחשבת נמוכה מסף הגילוי הודאי, ועל־כן הוא נקרא LIGO VIRGO Trigger ומסומן '''LVT151012''', במקום סימון GW. גם מקורו של אירוע זה בהתמזגות שני חורים שחורים.

ב־15 ביוני 2016, מדעני LIGO הודיעו כי הצליחו לזהות אירוע נוסף של גילוי גלי כבידה. האות נקלט ב־26 בדצמבר 2015, בשעה 3:38 (UTC). אירוע זה התרחש בעקבות מיזוג של שני חורים שחורים, בעלי מסות של 14.2 [[מסת שמש|מסות שמש]] ו־7.5 מסות שמש, במרחק של 1.4 מיליארד שנות אור{{הערה|שם=גילוי2|[http://news.mit.edu/2016/second-time-ligo-detects-gravitational-waves-0615 בפעם השנייה, LIGO מאתר גלי כבידה] מתאריך 15 ביוני 2016, אתר MIT}}. תגלית זו קיבלה את הסימון '''GW151226'''{{הערה|שם=שם גילוי|[http://www.ligo.org/science/Publication-GW151226/index.php GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22 Solar-mass Binary Black Hole], אתר [[LIGO]]}}

בריצת התצפית השנייה (O2) של גלאי LIGO נקלט אירוע רביעי, ב־4 בינואר 2017, בו התמזגו שני חורים שחורים במסות 31 ו־19 [[מסת שמש|מסות שמש]], ובמרחק של כ־2.9 מיליארד שנות אור. האירוע סומן '''GW170104''', והתפרסם ב־1 ביוני 2017{{הערה|{{צ-מאמר|doi=10.1103/PhysRevLett.118.221101|שם=GW170104: Observation of a 50-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence at Redshift 0.2|קישור=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.118.221101|כתב עת=Physical Review Letters|כרך=118|עמ=221101|שנת הוצאה=2017-06-01|מחבר= LIGO Scientific and Virgo Collaboration}}}}

==ראו גם==
* [[אסטרונומיית גלי כבידה]]

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* {{סיינטיפיק אמריקן|רוס ד' אנדרסן|אוזן קשבת למפץ הגדול|אוזן-קשבת-למפץ-הגדול|5 בפברואר 2014}}
* {{הידען|[[אבי בליזובסקי]]|עדות ישירה ראשונה לקיומם של גלי כבידה שגרמו ליקום להתנפח מיד לאחר המפץ הגדול|gravity-wave-new-results-provide-direct-evidence-for-cosmic-inflation-1703147|18 במרץ 2014}}
* {{הידען|דר. גלי ויינשטיין|אינפלציה, גלי כבידה וקרינת הרקע הקוסמית: תיאוריה ואימות ניסויי|inflation-gravity-wave-and-cmv-2003144|20 במרץ 2014}}
* הודעה לתקשורת של LIGO על גילוי גלי כבידה בפברואר 2016 (עברית) http://www.ligo.org/detections/GW150914/press-release/hebrew.pdf
* {{הידען|דנה ברעם|האם נמצאו גלי הכבידה?|thursdays-big-reveal-about-gravitational-waves-1102159|11 בפברואר 2016}}
* {{הידען|אבי בליזובסקי|הוכחה לתורת היחסות הכללית של איינשטיין: "גילוי גלי הכבידה פותח לנו חלון חדש ליקום"|gravitational-wave-open-new-window-to-the-univeres-1102168|11 בפברואר 2016}}
* {{הידען|חגי אדרי, מכון ויצמן למדע|עדויות ראשונות לגילוי גלי כבידה|grabitational-waves-approve-1202164|12 בפברואר 2016}}
* {{סלה||מדוע גילוי גלי הכבידה כה חשוב|1423|11 בפברואר 2016}}
* [http://ofer-megged-phys-notes.blogspot.co.il/2016/02/blog-post_20.html מהומה רבה על גלי מאומה] (FAQ's על גילוי גלי כבידה בבלוג "[http://ofer-megged-phys-notes.blogspot.co.il/ רשימות בפיזיקה עיונית]")
* [https://www.youtube.com/watch?v=YHS9g72npqA Gravitational Waves Explained Using Stick Figures] - סרטון הסבר על גלי כבידה {{באנגלית}} {{סרטונים}}
* {{יוטיוב|yj2WthWWbf4|שם=סיפורם של גלי הכבידה בתוכנית "החללית"}}
* {{הידען|אבי בליזובסקי|גלי הכבידה: התגלית החשובה ביותר של 2016 לפי עורכי המגזין סיינס|gravitational-waves-as-the-breakthrough-of-the-year-3112161|31 בדצמבר 2016}}
* {{סיינטיפיק אמריקן|קתרין רייט|גלאי חדש יקבע את מקורם של גלי כבידה|גלאי-חדש-יקבע-את-מקורם-של-גלי-כבידה|28 במאי 2017}}
* {{הידען|אבי בליזובסקי|התגלה אירוע שלישי של גלי כבידה; מאשר את קיומו של סוג חדש של חורים שחורים|ligo-detects-gravitational-waves-for-third-time-0506179|5 ביוני 2017}}
* {{סלה|עודד כרמלי|נמדדו גלי כבידה מהתנגשות שני חורים שחורים|131002|28 בספטמבר 2017}}
* {{הידען|אבי בליזובסקי|שיתוף פעולה בין שלושה מצפים הביא לגילוי נוסף של גלי כבידה|ligo-virgo-observatories-detect-black-holes-colliding-0110179|1 באוקטובר 2017}}
*ד"ר אבישי גילקיס, [https://lbscience.org/2020/01/12/ציידי-הגלים-כבידתיים/ ציידי הגלים הכבידתיים], באתר [[מדע גדול, בקטנה]], 12 באוקטובר 2019
* {{בריטניקה}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007538557505171|גלים כובדיים}}
* {{עושים היסטוריה|431: גלי כבידה|osimhistoria/ep_431|20 באוקטובר 2024}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים|יישור=ימין}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:כבידה]]
[[קטגוריה:תורת היחסות]]
[[קטגוריה:אסטרופיזיקה]]