Обнаружение гравитационных волн – триумф физики

15.02.2016 17:52 | Теги: Наука, Ученые, физика

Это научное открытие также может означать начало нового этапа в освоении Вселенной и в понимании физических законов, которые регулируют ее.


Недавнее заявление международной лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) о непосредственном обнаружении гравитационного излучения может инициировать новый этап в освоении Вселенной и нашем понимании физических законов, которые регулируют ее. Конечно, детали исследования должны еще будут выдержать суровый критический анализ, как и должно быть с каждым научным открытием, но приведённые учеными данные кажутся очень убедительными.


Этот отчет представляет собой триумф на многих фронтах. Это награда для многих поколений теоретиков, начиная с Альберта Эйнштейна, который первым рассчитал наблюдаемые свойства этих волн гравитации. Это дань целой толпе физиков-теоретиков и экспериментаторов, инженеров, экспертов по оптике, лазерам и обработке сигналов, которые работали в этом направлении более трех десятилетий, постепенно оттачивая технику, чтобы иметь возможность измерить расстояния меньше тысячной доли диаметра протона и выявить нужные сигналы в несмолкаемом фоне сейсмических, тепловых и лазерных шумов. Это момент признания для недофинансированных государственных научных учреждений по всему миру, в частности, Национального научного фонда США, которые выдерживали скептицизм и интенсивную критику со стороны более «безопасной» науки.


Специалисты LIGO исследовали обнаруженный их инструментами сигнал, возникший в результате слияния двух ранее существовавших черных дыр, находящихся на расстоянии более миллиарда световых лет от Земли. Каждая из дыр имела массу примерно в тридцать раз больше массы Солнца, и до слияния они вращались друг вокруг друга с нарастающей скоростью. Этот дьявольский танец закончился образованием яростно вибрирующего и вращающегося участка пространства-времени, который быстро разрушился, образовав единую стационарную черную дыру на три солнечных массы легче, чем их суммарная масса до слияния. Остальное превратилось в энергию, уносимую гравитационными волнами. Вот это E = mc2 с галактическим размахом!


До сегодняшнего дня, большинство физиков говорили об обнаружении пары нейтронных звезд, находящихся в процессе слияния. Эти бинарные объекты могут наблюдаться как радиопульсары задолго до того, как сливаются, а их орбиты, согласно измерениям исследователей, сокращаются со скоростью, предсказанной теорией общей относительности с очень высокой точностью. У нас относительно хорошее понимание того, как часто это может происходить, и ожидалось, что LIGO могут потребоваться годы работы, чтобы зафиксировать этот процесс, поскольку чувствительность их инструментов постепенно улучшается. В противоположность этому, у учёных были весьма различные взгляды на скорость слияния черных дыр. Теперь мы подозреваем, что оптимисты были правы! Конечно, пока еще слишком рано утверждать что-либо о происхождении двойных систем подобного рода. Они могут возникать в ядрах галактик или в шаровых звездных скоплениях. Они могут оказаться даже последними остатками старейших звезд во Вселенной, сформировавшихся еще в то время, когда галактики находились в десять раз ближе друг к другу, чем сейчас.


Бонусом от обнаружения двойных черных дыр является то, что частоты гравитационных волн, которые они излучают в процессе слияния, согласованы с возможностями аппаратуры LIGO. Они также являются чистыми, эти гравитационные союзы, поскольку не затронуты грязным поведением ядерной материи внутри нейтронных звезд. Мы можем вычислить точно, что должно происходить при слиянии черных дыр, и использовать наблюдения, чтобы проверить это самое энергичное из всех возможных практических приложений классической общей теории относительности.


Что будет дальше? LIGO еще предстоит полностью реализовать свои наработки, которые позволят обсерватории найти новые объекты наблюдений, вращающиеся со скоростью в тридцать раз больше, чем исследуемые сегодня. Пять лет эксплуатации такой полностью чувствительной LIGO могут обеспечить в сотни раз более подробные измерения. И наоборот, мы также должны иметь возможность видеть объекты, находящиеся на космологических расстояниях и, возможно, даже определить, является ли космологическая постоянная Эйнштейна всем, что нам нужно для расчетов ускоряющейся Вселенной.



Warning: include_once(/home/fiantaco/_www/videonews.com.ua/tpl/inc/footer.tpl.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/fiantaco/_www/videonews.com.ua/tpl/analytics_item.tpl.php on line 39

Warning: include_once(): Failed opening '/home/fiantaco/_www/videonews.com.ua/tpl/inc/footer.tpl.php' for inclusion (include_path='.:/usr/lib/php:/usr/local/lib/php') in /home/fiantaco/_www/videonews.com.ua/tpl/analytics_item.tpl.php on line 39