Joseph Hooton Taylor Jr.

{h1}

Joseph hooton taylor, jr., is een amerikaanse astrofysicus en radioastronoom geprezen voor het ontdekken van de eerste binaire pulsar, een systeem van twee samengevouwen sterren die een enorme energie uitstoten terwijl ze snel rond elkaar draaien. Taylors werk in dit gebied, gedaan in samenwerking met de amerikaanse natuurkundige russell alan hulse, gaf de eerste echte aanwijzingen voor zwaartekrachtsgolven zoals voorspeld door albert einsteins algemene relativiteitstheorie.

Op school voelde Taylor zich aangetrokken tot de wetenschappen, met name wiskunde, en nam hij ook deel aan vele sporten. Hij ging naar de vriendenschool van Moorestown (New Jersey) en vervolgens naar het Haverford College, beide Quaker-instellingen. In Haverford concentreerde hij zich op de natuurkunde en begon hij radio-astronomie verder te studeren. Als een senior honours project, bouwde Taylor een werkende radiotelescoop, waarbij hij als een van zijn gidsen het Radio Amateur Handboek gebruikte, dat hem toen bekend was.

Na ontvangst van zijn B.A. in 1963, afgestudeerd aan Haverford, werd Taylor toegelaten als student aan de universiteit van Harvard. Daar werkte hij in de astronomie, toegepaste wiskunde en natuurkunde, en uiteindelijk begon hij met proefonderzoek in de radioastronomie, werkend onder Alan Maxwell. In 1968 promoveerde hij in de sterrenkunde naar een Ph.D-diploma, waarna hij een jaar verder werkte aan Harvard als research fellow en docent in die discipline. Van 1969 tot 1980 was Taylor lid van de faculteit van de Universiteit van Massachusetts in Amherst, oplopend van assistent-professor tot universitair hoofddocent in 1973, en werd hij hoogleraar in 1977. Vervolgens vervoegde hij de fysica-afdeling van Princeton University in 1980. Hij blijft in Princeton en wordt daar in 1986 de James S. McDonnell Distinguished University Professor of Physics genoemd.

Taylor begon voor het eerst aan het werk dat leidde tot zijn Nobelprijs in de vroege jaren 1970. In die tijd was Hulse, een van zijn afgestudeerde studenten, op zoek naar een geschikt afstudeerproject en samen kwamen ze op het idee om pulsars te onderzoeken. Pulsars, ontdekt in 1967 door de Britse astronomen Joceyln Bell (later Jocelyn Bell Burnell) en Antony Hewish, zijn snel roterende neutronensterren gemaakt door de explosies van supernova-sterren die bij ontploffing kortstondig enorme hoeveelheden energie en licht uitstoten.

Van pulsars is bekend dat ze extreem kleine diameters hebben in vergelijking met de meeste andere sterren - in sommige gevallen niet meer dan 10 kilometer over de sterren - maar tegelijkertijd hebben ze een enorme massa, vaak even groot of groter dan die van de zon. Omdat ze ook zijn omgeven door een krachtig magnetisch veld, worden radiogolven alleen vanaf hun polen uitgestraald, in smalle, kegelvormige balken. Als pulserende spiralen door de ruimte worden deze radiogolven als pulsen op de aarde opgepikt, net als de intermitterende bundels die worden uitgestraald door vuurtorens.

Vanwege de zwakte van deze pulserende radiosignalen als ze langs de aarde vliegen, zijn echter enorme radiotelescopen vereist om ze te detecteren. Daarom kozen Taylor en Hulse ervoor om hun eigen pulsarzoektocht uit te voeren in het Arecibo Observatorium in Puerto Rico, waar 's werelds grootste telescoopapparatuur met één element met een enorme diameter van 1000 voet (305 meter) is gehuisvest. In de loop van hun werk vonden Taylor en Hulse 40 nieuwe pulsars, maar hun ontdekking van het maken van geschiedenis vond plaats op 2 juli 1974.

Op die datum gaf hun analyse van de binnenkomende gegevens aan dat een pulsar ongewoon gedrag vertoonde. Terwijl alle eerder bekende pulsars waren geregistreerd met een onveranderlijke pulsatiesnelheid, traden de signalen van deze specifieke pulsar op in onregelmatige perioden. Hoewel de pulsatiesnelheid in de loop van de tijd afwisselend toenam en afnam, ontdekten de mannen dat deze veranderingen plaatsvonden met een constante gemiddelde waarde, waardoor ze vermoedden dat er een met de pulsar zelf pulserend begeleidend lichaam bestond. Onverwacht, hoewel hun bevindingen waren, konden de wetenschappers concluderen dat deze twee lichamen beide neutronensterren waren en een vergelijkbaar gewicht hadden, elk ongeveer 1,4 keer zwaarder dan de zon.

Bij het verder berekenen van de mogelijkheden van een dergelijk binair systeem - twee pulsars die met elkaar in een hoge snelheid in een baan ronddraaien - bepaalden Taylor en Hulse dat de afstand tussen de twee objecten meerdere malen de afstand tussen de aarde en de maan zou zijn. Ze noemden hun vondst, de eerste binaire pulsar ooit ontdekt, PSR 1913 + 16, PSR staat voor "pulsar" en de cijfers geven de locatie aan de hemel aan. Zijn ontdekking zou al snel een revolutionaire rimpel produceren in de wereld van radioastronomen en astrofysici. Na het berekenen van de baan van de binaire pulsar op basis van de pulssequentie, bleven Taylor en Hulse het gedrag observeren en registreren. Ze ontdekten dat de twee sterren langzamerhand dichter bij elkaar kwamen - hun baan liep samen - terwijl ze tegelijkertijd met steeds hogere snelheden meedraaiden. Ze bepaalden ook dat de achturige baan van het systeem met ongeveer 75 miljoensten van een seconde per jaar afnam. Deze collectieve gegevens vormden de eerste experimentele bevestiging dat er een magnetische component voor de zwaartekracht was - dat de voorspelde zwaartekrachtgolven van Albert Einstein inderdaad bestonden.

Deze voorspelling maakte deel uit van de algemene relativiteitstheorie van Einstein in 1915, een generalisatie en uitbreiding van zijn eerdere theorie van speciale relativiteit. Terwijl de speciale relativiteit de fysica achter ruimte en tijd presenteert, gaat de algemene relativiteit ook in op de effecten van gravitatiekrachten, die de theorieën overstijgt van Isaac Newton. Volgens de algemene relativiteit zou het krachtige elektromagnetische veld gecreëerd door twee lichamen die snel rond elkaar roteren de emissie veroorzaken van deze zogenaamde gravitatiegolven.De theorie stelt verder dat het verlies van energie veroorzaakt door deze radiogolven op hun beurt de twee lichamen steeds dichter bij elkaar brengt.

Niemand had een fysieke bevestiging van deze voorspellingen gevonden vóór de ontdekking van PSR 1913 + 16, maar ongeveer vier jaar na die gebeurtenis kon Taylor melden dat de dual bodies van de binaire pulsar in feite naar elkaar toe roteerden op een tarief zo ​​consistent met de berekening van Einstein dat deze slechts een onnauwkeurigheid van 0,5% vertoont. Hoewel de technologie om zwaartekrachtgolven te observeren nog moet worden ontwikkeld, biedt het samenvallen van Einstein's theoretische berekeningen en de waargenomen orbitale waarden, verzameld bij een observatie van PSR 1913 + 16 over 20 jaar, overtuigend bewijs voor het bestaan ​​van dergelijke golven, en geeft deze krachtige steun voor de algemene relativiteitstheorie zelf.

Er is nog een ander diepgaand effect van de ontdekking van Taylor en Hulse. Zwaartekracht is de oudste bekende natuurlijke kracht, maar omdat het zwaartekrachtveld van de aarde zo zwak is, was het buitengewoon moeilijk om te studeren. Elke afwijking van de zwaartekrachtstheorie van Newton is vrijwel onmogelijk te ontdekken. Maar de ontdekking van binaire pulsars, met hun relatief grote afwijkingen, maakte een geheel nieuwe tak van de astronomie mogelijk, zwaartekrachtgolfastronomie, waarin wetenschappers nu de effecten kunnen bestuderen en gegevens kunnen verzamelen over fenomenen die anders onmogelijk te observeren of zelfs te verdachten zijn. het bestaan ​​van.

Taylor zelf is doorgegaan met het zoeken naar en bestuderen van binaire pulsars. Hij ontdekte een tweede in 1985, met een onderzoeksassistent, en heeft sindsdien anderen gevonden. Met zijn medewerkers heeft Taylor ook verschillende andere Einsteins algemene relativiteitsvoorspellingen gemeten in dit 'laboratorium in de lucht', met even nauwkeurige resultaten. Tientallen andere relativiteitseffecten moeten nog worden gemeten, maar de theorie van Einstein blijft bestand tegen de tests.

De waarde van het werk van Taylor is erkend in vele prijzen en benoemingen naast zijn Nobelprijs. In 1980 ontving hij de Dannie Heineman Prize van de American Astronomical Society en het American Institute of Physics. In 1985 ontving hij zowel de Henry Draper-medaille als de Tomalla Foundation-prijs in gravitatie en kosmologie en in 1992 ontving hij de Wolf-prijs in de natuurkunde. Taylor is ook een fellow van de American Academy of Arts and Sciences en lid van de American Philosophical Society en de National Academy of Sciences


Video Supplement: ARRL National Centennial Convention 2014 - Nobel Laureate Joe Taylor, K1JT.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com