новости космоса
10005 31
16 июня 2016 06:29:05

Физики во второй раз в истории науки зарегистрировали гравитационные волны

26 декабря 2015 г. в 3:38:53 UTC ученые наблюдали гравитационные волны – «рябь» пространства-времени – во второй раз.

Эти гравитационные волны были обнаружены при помощи двух детекторов обсерватории Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), расположенных соответственно в г. Ливингстон, штат Луизиана, и г. Хэнфорд, штат Вашингтон, США.

Гравитационные волны несут информацию о породившем их космическом источнике, а кроме того, они дают важные сведения о природе гравитации, которые не могут быть получены другими методами, и в новом исследовании физики приходят к выводу, что вновь обнаруженные гравитационные волны сформировались в последние моменты слияния двух черных дыр – массами 14 и 8 масс Солнца – с образованием одной массивной вращающейся черной дыры массой в 21 массу Солнца.

«Очень важно, что эти черные дыры оказались менее массивными, чем черные дыры при первом обнаружении гравитационных волн, - говорит Габриэла Гонсалес, представитель Научной коллаборации обсерватории LIGO и профессор физики и астрономии Университета штата Луизиана, США. – Из-за того, что они имеют меньшую массу, по сравнению с первым обнаружением, они проводят больше времени – примерно одну секунду – в полосе чувствительности детекторов. Это означает, что у нас появляется перспектива произвести в будущие годы подробную «перепись» черных дыр нашей Вселенной».

При этом столкновении, которое произошло примерно 1,4 миллиарда лет назад, количество энергии, эквивалентное примерно одной массе Солнца, было превращено в гравитационные волны. Обнаруженный сигнал исходил от черных дыр, совершающих последние 27 витков по орбите перед окончательным слиянием. Базируясь на временах прибытия сигналов – регистрация события ливингстонским детектором произошла за 1,1 миллисекунды до его регистрации хэнфордским детектором – может быть примерно определено положение источника сигналов, говорят ученые.

О первом обнаружении гравитационных волн было объявлено 11 февраля 2016 г., и это событие стало важной вехой в истории физики и астрономии: оно подтвердило имеющий большое значение прогноз теории относительности Эйнштейна и ознаменовало начало эпохи гравитационно-волновой астрономии.

Исследование, посвященное этому обнаружению, появилось в журнале Physical Review Letters.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
dilettant163 · 16-06-2016

Да ладно вам, слияние ЧД звёздных масс событие не столь уникальное, детекторы должно "трясти" постоянно с момента их включения. Скорость распространения гравиволн пока тоже под большим вопросом. А вычислить пространственное положение по двум детекторам, да не смешите мои подмётки, это же попасть пальцем в небо.

2
Zealot_108 · 16-06-2016

Странно, что только сейчас Эти волны стали регистрировать. Я еще год или полтора назад выдвигал теорию, что темная материя и есть эти волны и темная энергия не далеко от них лежит :)

3
geolux130 · 16-06-2016

А где подтверждение от VIRGO ? Она давно должна уже быть в строю после реконструкции.

4
DimitriyP165 · 16-06-2016

Zealot. "Я еще год или полтора назад выдвигал теорию, что темная материя и есть эти волны..."

- А на каких основаниях покоится сия оригинальная гипотеза?

5
DimitriyP165 · 16-06-2016

geolux. Ну, судя по тому, что эту волну поймали аж в декабре 15-го, а всё остальное время, видимо, пытались понять что ж они всё-таки поймали - то, может быть, VIRGOвцы всё ещё перепроверяют выводы? Или готовят опровержение.

6
Zealot_108 · 16-06-2016

DimitriyP Ни на каких! На чисто субъективных в меру моей испорченности понимания структуры Вселенной :)

7
DimitriyP165 · 16-06-2016

Zealot. Чертовски весомый аргумент, даже нечего возразить!))))

Хотя, конечно, логично:
Гравитация - она всё притягивает! И тёмная материя всё притягивает. По-любому одного поля ягодицы!))))

8
Zealot_108 · 16-06-2016

Интересно имеет ли место быть сложение Грав. волн и эффект резонанса!? Надеюсь в скором времени и появятся теории не о расширении с ускорением, а о сжатии Вселенной с ускорением ;)

9
Leonid3182 · 16-06-2016

dilettant, событие слияния ЧД может быть и не редким, но для возникновения и регистрации его нужны условия: исходная пара звёзд должна быть очень тесной (в противном случае процесс сближения превысит время существования вселенной) и обе звезды достаточно массивны. Слияние сверхмассивной ЧД с ЧД звёздной массы зарегистрировать не получится из-за большого периода вращения и, соответственно, малые перепады. Ну а вероятность столкновения ЧД изначально не принадлежащих к гравитационно связанной паре достаточно мала, как и столкновения обычных звёзд.
Что касается определения направления, то надо вспомнить устройство детектора: два перпендикулярных направления, и по отношению воздействия на них можно определить ПЛОСКОСТЬ (при трёх датчиках взаимно перпендикулярных можно определить и ЛИНИЮ) на источник. Учитывая, что зафиксирована волна двумя удалёнными и независимыми устройствами, каждый из которых определил плоскость, то пересечение этих плоскостей и даст линию, а разница во времени позволит не только подсчитать скорость волны, но и направление этой линии :-)
Обнадёживает, что это ВТОРОЙ случай, ещё немного и станет заурядным наблюдением в числе прочих инструментов.
Ну и солидный гвоздь в гробик ниспровергателей Эйнштейна.

10
elena184 · 16-06-2016

Можно уже сказать,что пень Эйнштейна прочно стоит на своих корнях.Интересно,а что это за вертикальное тире в центре картинки?Это центр слияния самих гравиволн?

11
Zealot_108 · 16-06-2016

Elena Это всего лишь черная "стыковина" частей рисунка модели в Фотошопе :)

12
nanomorph102 · 16-06-2016

"детекторы должно "трясти" постоянно с момента их включения" dilettant насколько я помню, гравитационная волна затухает с расстоянием, возможно большиство событий лежат ниже порога чувствительности детекторов.
"А вычислить пространственное положение по двум детекторам" со временем будет больше двух, уже строят IndIGO (Indian Initiative in Gravitational-wave Observations) и Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA), ну и космическую eLISA, но там ждать подольше.
И да, теперь уже и мы можем показать язык Эйнштейну, который полагал, что мы никогда не сможем зарегистировать гравитационные волны из-за требуемой для этого невообразимой точности измерения.

13
nazar24 · 16-06-2016

Я думаю если где-то, что-то сильно сотрясло, надо искать только в нашей родной системе. Тряски других систем нам никак не касается, вернее нечем касаться.

14
itatel109 · 16-06-2016

1,1 миллисекунды разница регистрации детекторами? Мож часы были под воздействием ГВ? Скорей всего прав dilettant54 что детекторы должны постоянно трясти учитывая богатую историю вселенной и наличие блазаров, квазаров и прочей нечисти

15
koftochka137 · 16-06-2016

Что-то я совсем запуталась.
Я себе такую волну представляю, как в матрице, все растянулось, все сжалось, но на микроскопическом масштабе, как можно судить о направлении, или скажем скорости, или скажем расстоянии.
Тем более о природе гравитации, толком, ничего не известно, ни то на каком расстоянии они распространяется, ни то с какой скоростью.
Я например считала, что гравитационное взаимодействие быстрее скорости света. Например родили 2 черные дыры, гравитация появилась сразу, а свет еще нет.
Так при чем тут скорость волн?

16
nanomorph102 · 16-06-2016

"Я например считала, что гравитационное взаимодействие быстрее скорости света" С чего бы вдруг? Согласто ОТО скорость распростанения гравитационных волн равна скорости света в вакууме. Обгонять свет гравиволны могут только в среде, где свет "тормозится" средой, а гравиволны - нет.

17
Leonid3182 · 17-06-2016

koftochka, что касается направления, прочтите мой пост чуть выше, а скорость определена по разнице времени прихода сигнала на американский и европейский детекторы.

18
Shakirov99 · 17-06-2016

Если механически присвоить явление <квантовой сцепленности> (запутывания или сопряженности событий) и всем гравитирующим объектам (кроме фотонов), получится, что грави-сигнал появляется во всех точках Вселенной одновременно, так как она единая система по факту и "способу" рождения. Как видите, проблема скорости волны гравитации исчезает. Интересно, куда подевался гравитон?

19
nanomorph102 · 17-06-2016

Shakirov, ОТО уже перепроверяли много раз, и опровергнуть не получилось. Даже данная статья - очередное подтверждение. И с точки зрение ОТО выражение "грави-сигнал появляется во всех точках Вселенной одновременно" не соответствует действительности. Так же как мы не можем просто взять и "механически присвоить явление <квантовой сцепленности> всем гравитирующим объектам". Это звучит как "Если мы возьмем и отменим гравитацию, мы сможем летать". Поменять законы физики по желанию левой пятки не получится.
"Интересно, куда подевался гравитон?" - А он и не появлялся. Искривление пространства не квантуется.

20
geolux130 · 17-06-2016

Leonid3 , никакого "гвоздя в гробик ниспровергателей Эйнштейна", как Вы пишете, ни первый, ни этот второй случаи регистрации чего-то – не представляют. Во-первых, потому, что первым и самым авторитетным ниспровергателем существования грав. волн был сам Эйнштейн. На эту тему он в своё время написал статью, не принятую известным научным журналом; повторные попытки Эйнштейна напечатать её ни к чему не привели. Потом его "уговорили" забыть про это.
Во-вторых, сама методика "обработки" (выделения сигнала из шумов) вызывает вопросы. В этом (здесь) сообщении о новом открытии не хватает одной существенной детали, которая есть в других сообщениях на эту тему. А именно - для выделения сигнала из шумов была написана специальная программа, как и в первом случае. Программа, видимо, выделяет сигнал из шума по теоретическому образцу столкновения чёрных дыр, предварительно заложенному в неё, как это было сделано в первом случае, о котором сообщили в феврале. И действительно, максимальная достигнутая ныне метрологическая точность измерения смещений составляет 10^-16м, а здесь идёт речь о регистрации смещений в 10^-19 ÷ 10^-21 м. Без образчика никак не выделить, потому что никакой "прямой регистрации"сигнала детекторами установки быть не может - шумы на много порядков превышают полезный сигнал. Но по аналогии с описанным выше случаем с Эйнштейном - будет считаться, что гравволны есть.
Кстати, прямого доказательства ОТО, о чём пишет nanomorf , не было ни разу; есть только много интерпретаций наблюдений с позиций, в пользу ТО. Иначе бы не запускали в космос установки специально для этого доказательства к каждому её юбилею.
Обращает на себя внимание то, что по этому второму случаю никаких подробностей в СМИ нет, и вообще сообщения фактически повторяются почти дословно; в отличие от февральской презентации.


21
Leonid3182 · 17-06-2016

geolux, для- и на установке работают тысячи человек, в т. ч. и из РФ. Наберите в поисковике "gravitatsionnye_volny_kak_otlichit_signal_ot_shuma" ну или то же на кириллице, может чего и прояснится :-)
(Как радиолюбитель и немного программист на своём, далёком от звания "супер", компьютере делал программку и вытаскивал морзянку из под шума на два порядка (100 раз) превышающего её по мощности.)

22
dilettant163 · 17-06-2016

Леонид, про "морзянку" ни разу не аргумент, Вы знали ЧТО "вытаскивать" и могли проверить по первоисточнику (спросить у отправителя сигнала правильно ли Вы его поняли). В случае "фиксации" гравиволн ситуация несколько иная, чем с той "морзянкой" ясно что "получили" сигнал (выудили из шума, превышающего порог чуствительности, при помощи всевозможных ухищрений), вот только дальше, как говориться, понеслась душа в рай, МЫ ЗАФИКСИРОВАЛИ ГРАВИВОЛНЫ! А ещё дальше идёт подробнейшая характеристика от чего получили, какого размера объекты, где расположены, на каком расстоянии ит.д. и т.п., вот эти точности и вызывают подозрения в искренности "открывателей".
Набирут статистику, станут "щёлкать" полученную инфу с детекторов как орехи, вот тогда слова никто не скажет поперёк, а то с первого раза и "бинго!", нет я не отрицаю, что можно угадать в лотерею главный выигрыш, но назовите мне того, кто это сделал с первого раза, да ещё дважды подряд.

23
Shakirov99 · 17-06-2016

nanomorph12. <Это звучит как "Если мы возьмем и отменим гравитацию, мы сможем летать".>
Зачем так грубо - отменить, просто создать экран, который выпрямит прогиб пространства и, левитируй сколько хочешь! Я правильно понял: Вы принципиально не признаете успехи исследований по квантовой сцепленности? Они, как-будто, уже с ЭЧ работают.

24
nanomorph102 · 17-06-2016

"просто создать экран, который выпрямит прогиб пространства" Shakirov у вас есть рабочий прототип, экранирующий гравитацию без затрат энергии?
Поскольку у меня есть обоснованные подозрения о принципиальной невозможности существования такового.
"Вы принципиально не признаете успехи исследований по квантовой сцепленности?" Отчего-же? Признаю, между реально существующими частицами. Но частиц гравитации (гравитона) не существует, поэтому и квантовой сцепленности между ними быть не может.
Встречный вопрос: Вы принципиально не признаете мат.статистику(я о достоверности результата в 5 сигма) и ОТО?

25
Leonid3182 · 17-06-2016

"..Вы принципиально не признаете успехи исследований по квантовой сцепленности?.." (с)Shakirov
А вы, стало быть, признаёте эти успехи? А что именно признаёте? Объясните и нам, что это за супер-пупер!

26
Leonid3182 · 17-06-2016

dilettant, как определяется направление уже расказывал, массы определяются теоретически по частоте колебаний и её изменению, а расстояние -- по амплитуде при известной массе. Теперь слово за телескопом, найдёт или нет по указанному направлению что-либо необычное, похожее на ЧД. Расстояние-то не такое и большое, меньше, чем до Андромедв, но дальше, чем Магелановы Облака, на малую галактику-спутник не похоже. Но и направление +-десяток градусов, пошарить придётся :-)

27
geolux130 · 18-06-2016

dilettant .. про морзянку Вы правы. Можно ещё добавить - там известна частота несущей точек и тире (сам шумовой сигнал близок к белому шуму, т.е. смесь всех частот) и их длительность, видимо, тоже. В геофизике, при анализе "дорожек шумов" пишущих приборов, иногда тоже выделяют сигналы с уровнем меньше шума. Поэтому и здесь применили ту же методу - предварительно рассчитали форму искомого сигнала и заложили в программу. Но в данном случае это - не отношение шум-сигнал два порядка, а как минимум 5 порядков; это если ещё отвлечься от вопроса - как можно отфильтровать механические колебания ( помехи) от сейсмики и деятельности человека амплитудой менее 10^-10м. Наверное, поэтому теоретики начали толковать о том, что LIGO измеряет не смещение, а время прохода сигнала лазера от зеркала до зеркала. Хотя в офиц. сообщениях указано именно смещение 10^-19м.

28
Leonid3182 · 18-06-2016

geolux, вы полагаете себя умнее многотысячного коллектива не самых слабоумных людей? Или вы думаете, что такой коллектив сговорился и решил ввести в заблуждение всех?
Прежде чем подозревать в преднамеренной или случайной ошибке, хотя бы прикинули вероятность появления в случайном шуме сигнала заранее обусловленной формы, например, за полгода 3 секунды, ну если покажется слишком сложным, посчитайте, за сколько времени обезьянка за пишущей машинкой выдаст обусловленную фразу из сотни знаков делая 10 ударов по случайной из 50 клавише в секунду (уж не говоря о романе "Война и мир" :-)

29
geolux130 · 19-06-2016

Leonid3 , ну не надо сразу заходов типа "умник", "теория заговора" и пр. Несерьёзно это.
Первое упоминание о таком способе выделения нужного сигнала из шумов, на много порядков превышающих полезный сигнал (не знаю, насколько он корректен; по-моему, ни разу), встретилось в статье одного нашего уважаемого учёного по случаю презентации первого события, в феврале этого года. Потом были ещё упоминания, в т.ч. и фамилии программиста, создавшего такую программу специально для этого случая.
Чтобы не растекаться по древу, приведу почти дословную цитату из одной статьи на эту тему.
"Чтобы полнее охватить поле всех возможных вариантов слияния чёрных дыр, в коллаборации [LIGO] рассчитаны методами ОТО 250"000 различных возможных вариантов ожидаемых сигналов. Обнаружение одного из них считается обнаружением всплеска гравитационных волн, порождённого слиянием двух чёрных дыр [с массами, соответствующими варианту]."
Обнаружение в потоке белого шума с детекторов нужного набора точек возможно затем разными способами: или применив методы оптимальной фильтрации сигнала, создав для каждого из вариантов свой программный оптимальный фильтр и перебирая их, применяя по очереди, к шуму (сигналу с датчиков). Для суперкомпьютеров это не проблема. Почему-то этот метод не был применён. Или с помощью некоего "алгоритма С.Клименко" - программы, созданной специально для LIGO, которая тоже выбирает в шумах точки, соответствующие заложенной в неё теоретической кривой. Что и было применено. Таким образом можно из шумов, даже с таким отношением сигнал-шум (не менее пяти порядков) выделить любую наперёд заданную кривую.
Так что обезьянке с машинкой тут делать было нечего, за неё всё посчитали и напечатали.

30
nanomorph102 · 19-06-2016

geolux вы забываете об одной вещи: множественности детекторов. Даже если в одном из них по невероятному совпадению "случайно" из шумов образуется сигнал строго определенной формы, соответствующий форме искомого сигнала, но в других детекторах этого не будет, то это событие отнесут к uncorrelated noise(шуму). Но LIGO состоит из двух обсерваторий в США, разнесенных на 3000 км, а Virgo вообще находится в Европе. И сигнал зарегистрирован одновременно во ВСЕХ ТРЕХ детекторах! Причем второй раз подряд! Как это объяснят "противники" открытия?

31
itatel109 · 21-06-2016

1,1 миллисекунды на 300000 км/с это почти расстояние между детекторами (не учитывая кривизны Земли). То есть в принципе легко определить точное направление на источник ГВ, отправив один из детекторов на Луну?

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!