Сменить фон сайта
Новое - из глубины
Сайт Центра и Исследовательской Творческой Группы (ИТГ) «Солярис»
  (Облегчённая версия)
Страница загружена 28 Января 2022 года (пятница) 13:14:43 
.
АКТУАЛЬНАЯ МЫСЛЬ: «Шахматы - это не развлечение, а сложная система со своими Законами»
.
Вход/регистрация
Войти

Регистрируясь на сайте,
Вы соглашаетесь
c Правилами участия в деятельности сайта Соляриса


Что даст вам регистрация на сайте?

  • Быстрый просмотр всех новых событий на сайте
  • Участие в дискуссиях на форуме Соляриса
  • Возможность добавлять материалы
  • Отправка сообщений другим пользователям
  • Вход на все сайты системы Ucoz без регистрации
  • И многое другое...

Зарегистрироваться!


Главное меню



Активность на сайте

Новое на сайте
 


Поиск по сайту

Наш опрос
Во что Вы Верите?
Всего ответов: 76

Важные даты
12 Апреля 2015Поздравляем с праздник... (2)
28 Сентября 2014112 лет со дня рождени... (0)
30 Августа 2014129 лет со дня полёта ... (0)




Общероссийский рейтинг школьных сайтов


.
Новостной материал

Категория: Новости науки
Опубликовал: Сатурн1 · Дата и время публикации: 16 Февраля 2016 года (пятница) 11:53:28
Просмотров: 948 · Комментариев: 0
Рейтинг по пятибалльной шкале: 4.0 (количество проголосовавших: 1)

Гравитационные волны - открыты!


(Картинка с сайта: https://www.ligo.caltech.edu/system/avm_image_sqls/binaries/48/page/ligo20160211d.jpg)

Ученые в США подтвердили существование гравитационных волн, предсказанное почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Об этом объявил Национальный научный фонд США, где прошла пресс-конференция, посвященная открытию и одновременно с этим в журнале Physical Review Letters вышла совместная статья коллабораций  LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и Virgo Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger, сообщающая об открытии гравитационных волн.

Причем любопытно, что событие, получившее рядовое обозначение GW150914, было зарегистрировано еще 14 сентября, то есть за четыре дня до официального старта наблюдательного сеанса, когда детекторы уже находились в полностью рабочем режиме и завершались последние технические проверки. 



Гравитационные волны – это колебания "ткани" пространства-времени, которые разбегаются от массивных объектов, движущихся с переменным ускорением. Похожим образом перемещающийся электрический заряд порождает волны электромагнитные, но только их гораздо легче зарегистрировать. Источником зарегистрированных волн стали две чёрные дыры с массами примерно 36 и 29 солнечных масс, которые слились в одну черную дыру массой 62 солнечных массы (погрешность всех этих чисел, отвечающая 90-процентному доверительному интервалу, составляет 4 солнечных массы)., которые, двигаясь на околосветовых скоростях, столкнулись, образовав одну дыру большего размера которая является самой тяжелой из когда-либо наблюдавшихся чёрных дыр звёздных масс. При этом разница между суммарной массой двух исходных объектов и конечной чёрной дырой составляет 3±0,5 солнечных масс.



Вверху: сигнал от события GW150914, зарегистрированный двумя детекторами LIGO, внизу: результат численного моделирования процесса для наиболее подходящих масс черных дыр. 

Этот гравитационный дефект масс примерно за 20 миллисекунд полностью перешел в энергию излученных гравитационных волн. Расчеты показали, что пиковая гравитационно-волновая мощность достигала 3,6·1056 эрг/с, или, в пересчете на массу, примерно 200 солнечных масс в секунду. Статистическая значимость обнаруженного сигнала составляет 5,1σ. Иными словами, если предположить, что это статистические флуктуации наложились друг на друга и чисто случайно выдали подобный всплеск, такого события пришлось бы ждать 200 тысяч лет. Это позволяет с уверенностью заявить, что обнаруженный сигнал не является флуктуацией. Максимальная амплитуда колебаний в этом всплеске составила 10−21. Зная массы исходных объектов, можно вычислить излученную мощность, и, сравнив с этой амплитудой, выяснить, как далеко произошло это слияние. Оценка расстояния до него — примерно 1,3 млрд св. лет, (410
+160-180410−180+160 Мпк, красное смещение z=0.09+0.03−0.04z=0.09−0.04+0.03). Из сравнения с моделированием были также получены ограничения на вращение чёрной дыры. 

ВременнАя задержка между двумя детекторами составила примерно 7 миллисекунд. Это позволило оценить направление прихода сигнала (см. изображение ниже). Поскольку детекторов только два, локализация вышла очень приблизительной: подходящая по параметрам область небесной сферы составляет 600 квадратных градусов



Примерное расположение источника гравитационных волн, обнаруженных на 14 сентября 2015, представлено на этой карте звездного неба Южного полушария. Цветные линии представляют различные вероятности возникновения сигнала: фиолетовая линия определяет область, где сигнал, пришел с 90-процентной вероятностью; внутренняя желтая линия определяет область 10-процентной вероятностью.
The approximate location of the source of gravitational waves detected on September 14, 2015, by the twin LIGO facilities is shown on this sky map of the southern hemisphere. The colored lines represent different probabilities for where the signal originated: the purple line defines the region where the signal is predicted to have come from with a 90 percent confidence level; the inner yellow line defines the target region at a 10 percent confidence level.  The gravitational waves were produced by a pair of merging black holes located 1.3 billion light-years away.
 https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo20160211b
 
Колебания метрики пространства-времени - гравитационно-волновое эхо грандиозного взрыва - разлетятся по Вселенной во все стороны от источника. Их амплитуда ослабевает с расстоянием, по аналогии с тем, как падает яркость точечного источника при удалении от него. Когда всплеск из далёкой галактики долетит до Земли, колебания метрики будут порядка 10−22 или даже меньше. Иными словами, расстояние между физически не связанными друг с другом предметами будет периодически увеличиваться и уменьшаться на такую относительную величину.

Порядок величины этого числа легко получить из масштабных соображений (см. статью В. М. Липунова «Гравитационно-волновое небо»). В момент слияния нейтронных звезд или черных дыр звёздных масс искажения метрики прямо рядом с ними очень большие - порядка 0,1, на то это и сильная гравитация. Столь суровое искажение затрагивает область порядка размеров этих объектов, то есть несколько километров. При удалении от источника амплитуда колебания падает обратно пропорционально расстоянию. Это значит, что на расстоянии 100 Мпк = 3·1021 км амплитуда колебаний упадет на 21 порядок и станет порядка 10−22.

Конечно, если слияние произойдёт в нашей родной галактике, дошедшая до Земли дрожь пространства-времени будет куда сильнее. Но такие события происходят раз в несколько тысяч лет. Поэтому по-настоящему рассчитывать стоит лишь на такой детектор, который способен будет почувствовать слияние нейтронных звезд или чёрных дыр на расстоянии в десятки-сотни мегапарсек, а значит, охватит многие тысячи и миллионы галактик.

Здесь надо добавить, что косвенное указание на существование гравитационных волн уже было обнаружено, и за него даже присудили Нобелевскую премию по физике за 1993 год. Многолетние наблюдения за пульсаром в двойной системе PSR B1913+16 показали, что период обращения уменьшается ровно такими темпами, которые предсказывает ОТО с учётом потерь энергии на гравитационное излучение. По этой причине практически никто из учёных в реальности гравитационных волн не сомневается; вопрос лишь в том, как их поймать.



Гравитационно-волновой всплеск от слияния двух компактных объектов имеет очень конкретный, хорошо вычисляемый профиль, показанный на рисунке ниже. Период колебаний задается орбитальным движением двух объектов друг вокруг друга. Гравитационные волны уносят энергию; как следствие, объекты сближаются и крутятся быстрее - и это видно как по убыстрению колебаний, так и по усилению амплитуды. В какой-то момент происходит слияние, выбрасывается последняя сильная волна, а затем следует высокочастотный «послезвон» (ringdown) - дрожание образовавшейся черной дыры, которая «сбрасывает» с себя все несферические искажения (эта стадия на картинке не показана). Знание этого характерного профиля помогает физикам искать слабый сигнал от такого слияния в сильно зашумленных данных детекторов.







Эта анимация показывает, как работают две обсерватории ЛИГО. Одна обсерватория в Хэнфорд, штат Вашингтон, другая в Ливингстоне (штат Луизиана). У каждого дома масштабную интерферометра, устройство, которое использует интерференции двух Пучков лазерного света, чтобы сделать наиболее точные измерения расстояния в мире.

Анимация начинается с упрощенным изображением приборов ЛИГО. Лазерный луч генерируется и направляется в сторону делителя пучка, который разделяет ее на две отдельные и равные пучки. Световые пучки затем перемещения перпендикулярно далекой зеркало, с каждой рукоятки прибора, находящегося на 4 километра в длину. Зеркала отражают свет обратно на делитель луча, повторяя этот процесс 200 раз.

Когда гравитационные волны проходят через этот прибор, они вызывают длины двух рук попеременно растягивать и выжимать путем бесконечно малых количествах, чрезвычайно преувеличено для наглядности. Это вызывает движение луча света, который попадает на детектор мерцать.

Вторая половина анимации объясняет мелькать, и это где световой интерференции вступает в игру. После два пучка отражаются от зеркал, они встречаются на делитель луча, где свет комбинируется в процессе, называемом помех. Обычно, когда нет гравитационных волн присутствуют, расстояние между светоделителя и зеркала точно контролируется так, что световые волны находятся не в фазе друг с другом и уравновешивают друг друга. В результате без света попадает на детекторы.

Но когда гравитационные волны проходят через систему, расстояние между торцом зеркала и светоделителя удлинить в одну руку и в то же время сокращают в другую руку таким образом, чтобы световые волны от двух рук в фазе друг с другом. Когда световые волны находятся в фазе друг с другом, они складываются конструктивно и производят яркий луч, который освещает детекторы. Когда они находятся в противофазе, они гасят друг друга и нет сигнала. Таким образом, гравитационные волны от крупного космического события, как слияние двух чёрных дыр, вызовет сигнал мерцать, как видно здесь.

Путем оцифровки и записи на конкретные структуры сигналов, которые обрушились на ЛИГО детекторы, ученые могут затем проанализировать то, что видят и сравнить полученные данные с компьютерными моделями прогнозируемого гравитационно-волновых сигналов.

Воздействие гравитационных волн на ЛИГО инструмента были значительно преувеличены в этом видео, чтобы продемонстрировать, как это работает. В реальности, на изменение длины инструмента с оружием-это лишь 1/1000-й размер протона. Другие характеристики ЛИГО, такие как изысканный стабильности своего зеркала, также способствует его умение точно измеряет расстояния. На самом деле, ЛИГО можно рассматривать как наиболее точные "линейки" в мире.

This animation illustrates how the twin observatories of LIGO work. One observatory is in Hanford, Washington, the other in Livingston, Louisiana. Each houses a large-scale interferometer, a device that uses the interference of two beams of laser light to make the most precise distance measurements in the world.
The animation begins with a simplified depiction of the LIGO instrument. A laser beam of light is generated and directed toward a beam splitter, which splits it into two separate and equal beams. The light beams then travel perpendicularly to a distant mirror, with each arm of the device being 4 kilometers in length. The mirrors reflect the light back to the beam splitter, repeating this process 200 times.
When gravitational waves pass through this device, they cause the length of the two arms to alternately stretch and squeeze by infinitesimal amounts, tremendously exaggerated here for visibility. This movement causes the light beam that hits the detector to flicker.
The second half of the animation explains the flickering, and this is where light interference comes into play. After the two beams reflect off the mirrors, they meet at the beam splitter, where the light is recombined in a process called interference. Normally, when no gravitational waves are present, the distance between the beam splitter and the mirror is precisely controlled so that the light waves are kept out of phase with each other and cancel each other out. The result is that no light hits the detectors.
But when gravitational waves pass through the system, the distance between the end mirrors and the beam splitter lengthen in one arm and at the same time shorten in the other arm in such a way that the light waves from the two arms go in and out of phase with each other. When the light waves are in phase with each other, they add together constructively and produce a bright beam that illuminates the detectors. When they are out of phase, they cancel each other out and there is no signal. Thus, the gravitational waves from a major cosmic event, like the merger of two black holes, will cause the signal to flicker, as seen here.
By digitizing and recording the specific patterns of signals that hit the LIGO detectors, researchers can then analyze what they see and compare the data to computer models of predicted gravitational wave signals.
The effects of the gravitational waves on the LIGO instrument have been vastly exaggerated in this video to demonstrate how it works. In reality, the changes in the lengths of the instrument's arms is only 1/1000th the size of a proton. Other characteristics of LIGO, such as the exquisite stability of its mirrors, also contribute to its ability to precisely measures distances. In fact, LIGO can be thought of as the most precise "ruler" in the world. https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo20160211v6






Массивные Тела Искривления Пространства-Времени

Как наше солнце и земля искривление пространства и времени, или пространства-времени, представлена здесь с зеленой сеткой. Как продемонстрировал Альберт Эйнштейн в своей теории относительности, гравитация массивных тел искривляет ткань пространства и времени—и эти тела движутся по траекториям определяется эта геометрия. Его теория также предсказывает существование гравитационных волн, которые ряби в пространстве и времени. Эти волны, которые перемещаются со скоростью света, когда создаются ускорения массивных тел сквозь пространство и время.

How our sun and Earth warp space and time, or spacetime, is represented here with a green grid. As Albert Einstein demonstrated in his theory of general relativity, the gravity of massive bodies warps the fabric of space and time—and those bodies move along paths determined by this geometry. His theory also predicted the existence of gravitational waves, which are ripples in space and time. These waves, which move at the speed of light, are created when massive bodies accelerate through space and time. https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo20160211e








Цветная поверхность - это пространство нашей Вселенной, как видно из гипотетического, плоский, выше-мерной Вселенной, в которой наша Вселенная является внедрённым. Наша Вселенная выглядит как извращённый двумерный лист, потому что один из его тремя пространственными измерениями была удалена. Вокруг каждой чёрной дыры, пространство изгибается вниз в воронку формы, коробление, производимых чёрная дыра огромной массы.

Возле чёрных дыр, цвета изображают скорость, с которой течёт время. В зелёных районах за пределами дыры, время течёт с нормальной скоростью. В жёлтом регионов, он замедляется на 20 или 30 процентов. В красных регионах, время сильно замедлилось. Далеко от дыры, синий и фиолетовый полосы изображают исходящие гравитационных волн, производимых чёрными дырами' орбитальное движение и столкновения.

В нашей Вселенной пространство, как видно из гипотетических выше-мерной Вселенной, перетаскивается в движение с помощью орбитального движения чёрных дыр, и по их тяжести и их спинов. Это движение пространства изображен на серебряные стрелы, и это вызывает плоскости орбиты обработать постепенно, как видно на видео.

Вверху слева цифры показывают время, измеряемое гипотетического человека возле чёрных дыр (но не настолько близко, что времени перекошена). В нижней части в фильме показана форма волны, или волновой формы, излучаемой гравитационной волны.

Гравитационные волны уносят энергию, заставляя чёрные дыры в спирали по направлению внутрь и сталкиваются. Фильм переключается на медленное движение как столкновение приближается, и приостанавливается на данный момент чёрные дыры поверхностей (их "горизонты") сенсорный. В пауза, пробел-это чрезвычайно искажены. После паузы, снова увидеть в замедленной съемке, в формы пространства и времени колебаться кратко, но дико, а потом поселиться в спокойном состоянии объединенного чёрная дыра. Вернувшись в быстром движении, мы видим гравитационные волны от столкновений, распространяющихся во Вселенной.

Столкновения и дикие колебания представляют собой "шторм" в ткани пространства и времени - чрезвычайно мощное, но краткое шторм. Во время шторма Выходная мощность в гравитационные волны намного превышает светимость всех звёзд в нашей наблюдаемой Вселенной, вместе взятых. Иными словами, это столкновение двух чёрных дыр, каждая размером с большой город на Земле, самый мощный взрыв, который астрономы когда-либо видел, не считая рождения нашей Вселенной в результате Большого Взрыва.

This computer simulation shows the warping of space and time around two colliding black holes observed by LIGO on September 14, 2015. LIGO detected gravitational waves generated by this black hole merger—humanity's first contact with gravitational waves and black-hole collisions. Gravitational waves are ripples in the shape of space and flow of time.

The colored surface is the space of our universe, as viewed from a hypothetical, flat, higher-dimensional universe, in which our own universe is embedded. Our universe looks like a warped two-dimensional sheet because one of its three space dimensions has been removed. Around each black hole, space bends downward in a funnel shape, a warping produced by the black hole's huge mass.

Near the black holes, the colors depict the rate at which time flows. In the green regions outside the holes, time flows at its normal rate. In the yellow regions, it is slowed by 20 or 30 percent. In the red regions, time is hugely slowed. Far from the holes, the blue and purple bands depict outgoing gravitational waves, produced by the black holes' orbital movement and collision.

Our universe's space, as seen from the hypothetical higher-dimensional universe, is dragged into motion by the orbital movement of the black holes, and by their gravity and by their spins. This motion of space is depicted by silver arrows, and it causes the plane of the orbit to precess gradually, as seen in the video.

The upper left numbers show time, as measured by a hypothetical person near the black holes (but not so near that time is warped). The bottom portion of the movie shows the waveform, or wave shape, of the emitted gravitational waves.

The gravitational waves carry away energy, causing the black holes to spiral inward and collide. The movie switches to slow motion as the collision nears, and is paused at the moment the black holes' surfaces (their "horizons") touch. At the pause, space is enormously distorted. After the pause, again seen in slow motion, the shapes of space and time oscillate briefly but wildly, and then settle down into the quiescent state of a merged black hole. Returning to fast motion, we see the gravitational waves from the collision, propagating out into the universe.

The collision and wild oscillations constitute a "storm" in the fabric of space and time—an enormously powerful but brief storm. During the storm, the power output in gravitational waves is far greater than the luminosity of all the stars in our observable universe put together. In other words, this collision of two black holes, each the size of a large city on Earth, is the most powerful explosion that astronomers have ever seen, aside from our universe's birth in the Big Bang. https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo20160211v10



В первых двух пробегов анимации, звук-волна частоты в точности соответствуют частотам гравитационных волн. Второй два заезда анимации воспроизведения звуков снова на более высоких частотах, что лучше подходит для человеческого слуха диапазоне. Анимация заканчивается, играя на оригинальных частотах снова дважды.

In the first two runs of the animation, the sound-wave frequencies exactly match the frequencies of the gravitational waves. The second two runs of the animation play the sounds again at higher frequencies that better fit the human hearing range. The animation ends by playing the original frequencies again twice. https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo20160211v2

 


Эта симуляция изображает рождение, 1,3 млрд. лет назад, гравитационных волн, обнаруженных ЛИГО 14 сентября 2015. Волны генерируются две чёрные дыры, которые по спирали вокруг друг друга, потом сталкиваются и сливаются. В ярко-зелёных регионов, волны растяжения пространства; в темно-зелёных регионов, они сдавливают пространство. Как чёрные дыры приближаются друг к другу, каждая следующая волна сильнее и разделение между ними становится короче, порождая то, что ученые называют "пи." Две чёрные дыры сталкиваются и сливаются в новую чёрную дыру, в результате чего волны до крещендо. Новорожденная черная дыра коротко вибрирует, потом становится тихо и прекращает генерировать волны. Волны все отходят от чёрной дыры в окрестности, путешествуя во Вселенной, неся весть из черных дыр столкновения.

This simulation depicts the birth, 1.3 billion years ago, of the gravitational waves discovered by LIGO on September 14, 2015. The waves are generated by two black holes that spiral around each other, then collide and merge. In the bright green regions, the waves stretch space; in the dark green regions, they squeeze space. As the black holes approach each other, the waves get stronger and the separation between them gets shorter, giving rise to what scientists refer to as a "chirp." The two black holes collide and merge into a new black hole, bringing the waves to a crescendo. The newborn black hole vibrates briefly, then becomes quiet and stops generating waves. The waves all depart from the black hole’s vicinity, traveling out into the universe, carrying news of the black holes’ collision. https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo20160211v4


Астрономическая камера DEC не зафиксировала следов гравитационных волн АМЕРИКАНСКИЕ УЧЁНЫЕ ОПРЕДЕЛИЛИ, ЧТО ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ НЕ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ ВО ВРЕМЯ ВЗРЫВА СВЕРХНОВОЙ ЗВЕЗДЫ ИЛИ ДРУГИХ ПОДОБНЫХ КАТАКЛИЗМОВ. САМАЯ МОЩНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЦИФРОВАЯ КАМЕРА DEC ПОКА НЕ СМОГЛА ЗАФИКСИРОВАТЬ НИ ОДНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ВСПЫШКИ, КАК СЛЕДУЕТ ИЗ ПУБЛИКАЦИИ ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS.

Ученые из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) накануне опубликовали в научном журнале Astrophysical Journal Letters результаты своего последнего исследования. Эксперты попытались с помощью сверхмощной камеры DEC понаблюдать за гравитационными волнами, которые образовываются в результате слияния чёрных дыр или взрыва сверхновой звезды. Специалисты ждали оптических вспышек на протяжении трёх недель, однако ожидания не оправдались, уловить уникальные вспышки так и не удалось. Ученые были практически уверены, что в результате взрыва вспышка должна была постепенно гаснуть. 

Таким образом, ученые пришли к выводу, что гравитационные волны были образованы как раз за счет слияния черных дыр, поскольку ожидаемой вспышки так и не произошло. Также эксперты уверены, что астрономическая камера DEC не могла подвести учёных в ходе исследования, поскольку современные технологии позволяют охватить большую площадь того региона, где могли появиться гравитационные волны.

Ранее сообщалось, что телескоп Fermi смог определить источник гравитационных волн, которые удалось поймать LIGO.

Астрофизики, работающие с телескопом "Ферми", обнаружили то место, где находились две черных дыры, слияние которых породило найденные недавно гравитационные волны, и зафиксировали слабую гамма-вспышку, которая возникла в ходе этого события, говорится в статье, размещенной на сайтеНАСА.

Гравитационные волны, как рассказали 11 февраля отечественные и зарубежные физики, были обнаружены детекторами LIGO 14 сентября 2015 года в 13:51 по московскому времени. Они были порождены парой сливающихся черных дыр, чьи массы в 29 и 36 раз превышали солнечную, на расстоянии в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. За доли секунды примерно три солнечных массы превратились в гравитационные волны, максимальная мощность излучения которых была примерно в 50 раз больше, чем от всей видимой Вселенной.

Валери Коннагтон (Valerie Connaughton) из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда (США) и её коллеги, работающие с орбитальным гамма-телескопом "Ферми", возможно, обнаружили ту точку на ночном небе, где находилась эта пара чёрных дыр буквально полгода назад до момента их слияния.

Как рассказывают ученые, телескоп "Ферми" покрывает примерно 70% ночного неба Земли в любой момент времени, что заставило их задуматься о том, не смог ли этот космический аппарат зафиксировать вспышку жесткого рентгеновского и гамма-излучения, которая должна была произойти во время слияния черных дыр.

Благодаря тому, что данное событие, которому астрофизики присвоили шифр GW150914, было зафиксировано сразу двумя детекторами LIGO, ученые знали, где примерно произошло слияние черных дыр – в достаточно широкой "полосе"  длиной в 600 градусов на небе южного полушария Земли.

Ориентируясь на положение этой полосы, авторы статьи проанализировали данные, собранные рентгеновским телескопом GBM на борту "Ферми" незадолго до того, как LIGO "поймал" гравитационные волны, во время их прохода через Землю в последующие 30 секунд.Как оказалось, "Ферми" действительно зафиксировал подобный след слияния чёрных дыр, вспышку в области жёсткого рентгена и гамма-излучения, которая произошла примерно через 0,4 секунды после того, как гравитационные волны прошли через нашу планету. Это событие, получившее имя GW150914-GBM, произошло ориентировочно в созвездии Кита или Рыб. К сожалению, более точно вычислить координаты чёрных дыр пока нельзя, так как главный инструмент "Ферми" – телескоп LAT – начал смотреть на вспышку только через час после ее "поимки" на LIGO.

Как признают учёные, это открытие было сделано не случайно – команда "Ферми" целенаправленно готовилась к перезапуску LIGO и ожидала то, что открытия, совершённые на этой гравитационной обсерватории, можно будет подтвердить и проверить при помощи гамма- и рентгеновских телескопов. Коннагтон и её коллеги надеются, что их результаты наблюдений найдут подтверждение в будущем.

Спектр этой вспышки, как подчеркивают авторы статьи, был слишком жёстким для того, чтобы она была порождена магнетарами, сверхновыми первого типа или пульсарами, и поэтому её источником, скорее всего, действительно были сливающиеся чёрные дыры. С другой стороны, есть ненулевая вероятность того, что данная вспышка была порождена процессами в атмосфере Земли, что ещё предстоит опровергнуть и проверить.



Рис. 1. «Звучание» сливающихся черных дыр: измеренная LIGO зависимость частоты гравитационно-волнового сигнала от времени. Изображение из обсуждаемой статьи




Рис. 2. Тесная пара черных дыр за мгновение до слияния. Изображение с сайта ligo.org

История поисков
 


Рис. 4. Джозеф Вебер настраивает свой детектор гравитационных волн. Изображение с сайта physics.aps.org





Рис. 5. Принцип интерферометрического детектирования гравитационных волн. Гравитационная волна искажает длину двух плечей в противофазе, из-за чего точная компенсация света нарушается и фотодетектор регистрирует периодический сигнал. Изображение из статьи D. Castelvecchi & A. Witze, 2016. Einstein's gravitational waves found at last




Рис. 6. Гравитационно-волновой детектор в Ханфорде - один из двух детекторов обсерватории LIGO. Изображение из статьи M. Mitchell Waldrop, 2016. The hundred-year quest for gravitational waves - in pictures

Статистическая значимость обнаруженного сигнала составляет 5,1σ. Иными словами, если предположить, что это статистические флуктуации наложились друг на друга и чисто случайно выдали подобный всплеск, такого события пришлось бы ждать 200 тысяч лет. Это позволяет с уверенностью заявить, что обнаруженный сигнал не является флуктуацией.


Рис. 8. Интерпретация зарегистрированного сигнала. Вверху: профиль гравитационно-волнового излучения и соответствующие ему стадии слияния двух черных дыр; внизу: изменение эффективных орбитальных параметров пары с течением времени до момента слияния. Изображение из обсуждаемой статьи в Physical Review Letters Коллаборация LIGO не ограничилась одной лишь констатацией факта регистрации гравитационных волн, но и провела первый анализ того, какие это наблюдение имеет последствия для астрофизики. В статье Astrophysical implications of the binary black hole merger GW150914, опубликованной в тот же день в журнале The Astrophysical Journal Letters, авторы оценили, с какой частотой происходят такие слияния чёрных дыр. Получилось как минимум одно слияние в кубическом гигапарсеке за год, что сходится с предсказаниями наиболее оптимистичных в этом отношении моделей.




Рис. 10. Возможные сценарии слияния нейтронной звезды с другой нейтронной звездой или с черной дырой. Информацию о развитии событий в каждом сценарии можно будет извлечь с помощью гравитационно-волнового всплеска. Изображение из статьи Imre Bartos, Patrick Brady, Szabolcs Marka, 2012. How Gravitational-wave Observations Can Shape the Gamma-ray Burst Paradigm




Рис. 11. Этапы введения в строй обновленных детекторов LIGO и Virgo. Изображение с сайта relativity.livingreviews.org



Рис. 12. Объем Вселенной, доступный LIGO для гравитационно-волнового прослушивания. Красный, желтый и голубой шары соответствуют первоначальной стадии LIGO, нынешнему сеансу aLIGO, и проектной чувствительности aLIGO. Каждое пятнышко — это отдельное скопление галактик. Рисунок из статьи D. Castelvecchi & A. Witze, 2016. Einstein's gravitational waves found at last




Рис. 13. Сеть нынешних и будущих гравитационно-волновых детекторов. Изображение с пресс-конферении 11 февраля

Игорь Иванов

http://www.black-holes.org/
https://tvrain.ru/teleshow/bremja_novostej/teslaboy_blackholes-403655/
http://elementy.ru/novosti_nauki/432691/Gravitatsionnye_volny_otkryty

Источники: tass.ru/nauka/2659760 vistanews.ru/science/45321 ria.ru/science/20160214/1373538737.html#ixzz40JzRPyOF tass.ru/nauka/2660918


Комментарии
 
Имя *:
Email:
Все смайлы
Код *:

Все права принадлежат Исследовательской Творческой Группе «Солярис» © 2003-2022 гг. н.э.
Сайт создан в системе uCoz Сайт создан в системе uCoz-->