امواج گرانشی: یک نگاه کلی ۲۰۲۲
Gravitational Waves: An Overview 2022

پژوهش در زمینه امواج گرانشی (GW) یکی از سریع‌ترین زیرشاخه‌های در حال توسعه در فیزیک تجربی امروز است. ریشه‌های نظری این تلاش به بحث‌های مربوط به “سرعت گرانش” در قرن هجدهم بازمی‌گردد، اما درک مدرن از این پدیده تا اواسط قرن بیستم محقق نشد. ناچیز بودن نیروی گرانش بدان معناست که اثرات مرتبط با امواج گرانشی به شدت کوچک هستند. برای آشکارسازی امواج گرانشی تولید شده توسط عظیم‌ترین منابع انرژی در جهان، بشر مجبور به ساخت دستگاه‌هایی شد که قادر به اندازه‌گیری کوچک‌ترین مقدار نیروها و جابجایی‌ها باشند.

این کتاب به کاوش در مبانی نظریه امواج گرانشی، تولید، انتشار و آشکارسازی آنها از طریق روش‌های مختلف می‌پردازد. این کتاب به ژرفای نسبیت عام اینشتین نمی‌پردازد، بلکه در عوض، تقریب‌های متوالی نزدیک‌تر به نظریه کامل را مورد بحث قرار می‌دهد. در نتیجه، کتاب باید برای یک دانشجوی کارشناسی بلندپرواز در رشته فیزیک یا مهندسی قابل درک باشد. می‌توان آن را همزمان با کتاب‌های درسی استاندارد مکانیک کلاسیک و نظریه الکترومغناطیس در سطح سال سوم دانشگاه مطالعه کرد.

Gravitational wave (GW) research is one of the most rapidly developing subfields in experimental physics today. The theoretical underpinnings of this endeavor trace to the discussions of the “speed of gravity” in the 18th century, but the modern understanding of this phenomena was not realized until the middle of the 20th century. The minuteness of the gravitational force means that the effects associated with GWs are vanishingly small. To detect the GWs produced by the most enormously energetic sources in the universe, humans had to build devices capable of measuring the tiniest amounts of forces and displacements.

This book delves into the exploration of the basics of the theory of GW, their generation, propagation, and detection by various methods. It does not delve into the depths of Einstein’s General Relativity, but instead discusses successively closer approximations to the full theory. As a result, the book should be accessible to an ambitious undergraduate student majoring in physics or engineering. It could be read concurrently with standard junior-level textbooks in classical mechanics, and electromagnetic theory.