новости космоса
5327 28
07 марта 2017 06:52:30

Обнаружение гравитационных волн при помощи атомных часов

Недавнее обнаружение гравитационных волн, испускаемых при столкновении двух черных дыр массами порядка тридцати солнечных масс, при помощи наземной обсерватории LIGO возродило интерес к разработке ещё более чувствительных методов измерения. Наземные инструменты для обнаружения гравитационных волн, как правило, имеют широко разнесенные между собой в пространстве датчики, способные регистрировать мельчайшие изменения расстояния между датчиками – меньше, чем одна часть на миллиард триллионов. Однако такие системы имеют один серьезный недостаток – они срабатывают на шум, производимый легкими вибрациями земли, возникающими в результате природных явлений или деятельности человека. Особенно трудно скомпенсировать те из этих вибраций, которые происходят довольно медленно, то есть характеризуются частотой порядка одного или менее колебания в секунду. Однако астрономам известно, что именно эти медленные изменения могут представлять большой научный интерес, указывая на компактные двойные звездные системы или гравитационные события в ранней Вселенной.

Для решения этой проблемы астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, разработали и предложили новый метод. Метод основан на использовании атомных часов на водородных мазерах для точного измерения и предполагает обнаружение в основном гравитационных волн низкой частоты. В отличие от предлагаемых ранее методов, суть которых сводилась к точному изменению расстояния между датчиками, в этом новом методе предполагается измерение допплеровского эффекта, вызываемого крохотным смещением одного датчика относительно другого. Предложенная измерительная система включает лазер с высокотехнологичной системой управления и прецизионные атомные часы, установленные на борту двух спутников. В отличие от других предлагаемых систем для регистрации гравитационных волн эта система требует не три, а всего лишь два различных спутника для функционирования.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Otzzi98 · 07-03-2017

Метод интересный, но спутник тоже не свободен от микро-движений конструкции КА: устройства системы ориентации (гиромаховики, движки ориентации и коррекции ). Этот шум будет сильно мешать.

2
geolux96 · 07-03-2017

Ну и что тут принципиально нового? Во-первых, там, и тут как бы измеряется колебание расстояния между точками земной поверхности. А оно может меняться от многих причин. Особенно от сейсмических колебаний Земли, которые происходят постоянно, как раз в низкочастотном диапазоне, и действуют почти одновременно даже на далеко разнесённые датчики; особенно если источник микросейсм примерно посередине между датчиками. Во-вторых, на установках для обнаружения пресловутых гравволн, которых нет в природе (что пытался донести до научной общественности ещё сам Эйнштейн) производится не измерение расстояний между датчиками или источником-приёмником. А происходят поиски и выделение лкомпьютером, по специальной программе, из записанной "дорожки шумов" прибора, колебаний, подобных заранее рассчитанных теоретиками и заложенных в память этого компа. На LIGO таких теоретических вариантов колебаний было предварительно рассчитано около 250"000. И была составлена специальная для этого случая программа для выделения из шумов нужных колебаний, на пять порядков меньше возможной чувствительности прибора.
Так что лазер, допплер - разницы никакой, рисуется кривая изменения расстояния, скрытая намного более сильными шумами. Шумов, например гравитационных в данном случае, хватает и в космосе; например, тысячи болтающихся на орбитах последних ступеней спутников и прочего мусора. А нужную кривую из мириадов точек шумов комп всегда нарисует.
Кстати, достигнутая ныне максимальная метрологическая точность измерения длин (расстояний) - 10^-16м. А тут нам опять толкуют об "одной части на миллиард триллионов", т.е о 10^-21метра.

3
Petr_1 · 07-03-2017

geolux, я долго не обращал внимание на ваши излияния на тему "хитроземов". Но тут вы превзошли себя! Блеснули дремучестью неандертальца - не меньше! :D
__________________________________
Для остальных поясню.
LOGO измеряет расстояние между 3-мя точками лазером. Это верно.
И на выходе детектора - шум.
И он обрабатывается.
Но!!!!!!!!!!!!
Этот "шум" выложен в интернете! Как и алгоритмы обработки.
Есть вопросы по алгоритму - милости просим! Укажите что, где и почему не так!
Есть недоверие к работе алгоритма - реализуете его сами и прогоняете у себя на компе (домашнем). Есть проблемы - все внимательно слушают в чем они!
Если не того и не другого - то вы обычный старый ШАРЛАТАН, возводящие ПУСТЫЕ ПОКЛЕПЫ на умных людей. Вот такой очевидный факт.
(кстати результаты LIGO проверялись минимум 4-мя группами ученых в разных странах).
_________________________________________
Далее по атомным часам.
Тут НЕ ИЗМЕРЯЕТСЯ расстояние между спутниками с высокой точность!!!!
Измеряется СКОРОСТЬ ТЕЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ в разных точках.
Поскольку грав. волна искривляет координату ВРЕМЯ нашего 4-х мерного мира в одной точке и НЕ искривляет в другой. По запаздыванию и можно судить о направлении и скорости волны.
При этом расстояние между спутниками можно знать грубо - это мало влияет на точность инструмента в целом.
____________________________________________
Далее по поводу косм. мусора и грав. волн.
Вы ТУПИТЕ, неваристч geolux!!!
Масса летящей мимо 3-й ступени ракеты НЕ СОЗДАЕТ помеху. Ни в положении, ни в течении времени.
Точнее создает.
Но в пропорции масса Земли/масса 3-й ступени. Чувствуете порядок величин?
А еще точнее: масса черной дыры/масса 3-й ступени ракеты.
Тут соотношение еще круче.

4
geolux96 · 07-03-2017

О, Petr_ , привет! Снова откопал свой томагавк и вышел на тропу войны с фриками? Теперь здесь повеселее будет.
Ну, давайте определим соотношение масс третьей ступени Протона, например (3,5 т) и Земли (6×10^-24 кг). Получим величину 1.7×10^-21. Для точности определения длины, заявленной при "открытии" гравволн, в 10^-21м или даже лучше, это влияние сторонней массы может создать, по-моему, вполне ощутимую помеху. А таких масс болтаются на орбитах сотни, и помехи от них могут складываться случайным и не очень образом. Кстати, сама Земля в гравитационном отношении весьма неоднородна, на таких уровнях поля особенно.
Никем ни разу не наблюдаемые чёрные дыры не надо сюда приплетать. Они находятся далеко (вот интересно, почему-то все такого рода спорные утверждения проверяются на объектах, находящихся в миллиардах световых лет, и на установках, аналогов которых у независимых исследователей нет и не будет). И создают эти дыры, якобы, сам сигнал, а к земным помехам отношения не имеют.
"Измеряется скорость течения времени" - это круто! Детский вопрос: а что есть время? И как оно течёт, что скорость течения можно измерить?
Гравволна искривляет не пространство, а время - это, конечно, новое слово в науке. А на LIGO пространство измеряли, открывая эти волны. И Эйнштейн-то со товарищи всё толковали, что метрика пространства искривляется, геодезические то реже, то гуще становятся. Хочу напомнить кстати, что четырёхмерное пространство-время - это математическая фикция, удобный способ представления чего-то для математиков (как комплексные числа и прочие мнимости), и к реальности не имеет отношения. Четвёртое измерение в нём имеет размерность ict, т.е мнимой длины, а не времени. Выходит, измерять собрались скорость мнимой длины?
Про то, что "этот шум выложен в Интернете" ("дорожка шумов" с датчиков LIGO. из которых выделен сигнал ?). Возможно, Вы не знаете, что в науке уже давно никто и никогда не выкладывает свои НЕОБРАБОТАННЫЕ первичные данные для всеобщего пользования. В лучшем случае, редко - "после первичной обработки". На этот счёт иногда даже в научных статьях проскакивает возмущение таким положением дел с первичными данными.
Ну, а в общем и целом - пущай меряют с помощью спутников. Намеряли же якобы подтверждение ОТО в спутниковом эксперименте GRAVITY PROBE B в 2004-2011-м, после семилетней обработки данных ;-)))) . Открыли же бозон Хиггса, после такого же рода статистической обработки данных, а доказательства искали потом не меньше года, и не факт, что успешно. Посмотрим ещё и на этот эксперимент.

5
Teylor56 · 07-03-2017

Встряну и я между Петром и Геолюксом. Поясните мне,неучу, каким макаром даже фотоны не могут вырваться от чёрной дыры,но с полюсов вырывается

6
Stan61 · 07-03-2017

""Встряну и я между Петром и Геолюксом. Поясните мне,неучу, каким макаром даже фотоны не могут вырваться от чёрной дыры,но с полюсов вырывается""
_________________
Вы тут как младенец в палате лордов. )
Когда рубятся 2 серьёзных дядьки, то голову между ними лучше не всовывать. ))

7
Teylor56 · 07-03-2017

Пусть сначала эти дядьки обоснуют неравномерность гравитации на чёрной дыре:)

8
Teylor56 · 08-03-2017

О магнитных полях слышать не хочу. Никто горизонт событий не наблюдал. Поэтому магнитные поля - ни разу не факт

9
Stan61 · 08-03-2017

""Пусть сначала эти дядьки обоснуют неравномерность гравитации на чёрной дыре:)""
_________________
Ну, гравитация была бы равномерная, если бы оно не вращалось.
А так вращается и становится сплюснуто под своим же собственным весом. Соответственно, выходит оттуда, где не вращается.
(В жизни есть масса примеров. Если на что-нибудь наступить ногой - то вещество вылезет оттуда по краям, а не в том месте, где оказал давление ногой.

10
Reynkarnfil0 · 08-03-2017

"Если на что-нибудь наступить ногой - то вещество вылезет оттуда по краям, а не в том месте, где оказал давление ногой."
Интересно, о каком это веществе вы сейчас упомянули?

11
Reynkarnfil0 · 08-03-2017

"Когда рубятся 2 серьёзных дядьки, то голову между ними лучше не всовывать. ))"
А с чего это вы так определили, что там участвуют 2 серьёзных дядьки? Именно 2? Может быть здесь есть не менее серьёзные дядьки. Но несомненно похоже будут биться два титана мысли, кто кого? Попкорн я не ем, но семечек пойду куплю. А то всё контура да гантели, пора уже к более серьёзным вещам переходить: пространство, время. Вот я лично не согласен, что время является 4-м измерением пространства. и гравитация не есть взаимодействие в том смысле, как все остальные три.
Итак, в ожидании битвы...

12
Otzzi98 · 08-03-2017

"...Четвёртое измерение в нём имеет размерность ict, т.е мнимой длины, а не времени" - это чушь, уважаемый geolux. Не знаю, где Вы раздобыли мнимую единицу. Четвертое измерение имеет размерность МЕТРЫ, а математически записывается ct, без всяких i. Лоренцева система координат.
Вы когда про геологию рассказываете, то это всегда интересно. Но когда переходите к физике - полный жвах!
.....
Teylor: "Поясните мне,неучу, каким макаром даже фотоны не могут вырваться от чёрной дыры,но с полюсов вырывается"
Из Черной дыры никто не вырывается, даже фотоны. Что касается джетов, то это остатки того газа/вещества, которые были разогнаны до больших скоростей "на экваторе" ЧД. Фотоны джетов никогда и не были внутри черной дыры.
"О магнитных полях слышать не хочу. Никто горизонт событий не наблюдал. Поэтому магнитные поля - ни разу не факт" - можно пояснить, что имеется в виду?

13
Reynkarnfil0 · 08-03-2017

"Что касается джетов, то это остатки того газа/вещества, которые были разогнаны до больших скоростей "на экваторе" ЧД."
Ну и поясните, как "это", разогнанное на экваторе ЧД, затем превращается в джет, вылетающий с полюса? Оно логично, конечно, что чуть оторвавшись центробежным ускорением, снова соскальзивает к полюсу, и гравитационным маневром, пулей вылетает от ЧД. Но не слишко ли много через джет вылетает таким узконаправленным лучём, и к тому же с такой постоянностью?
Проблема прежде всего заключается в том, что большая часть пиплов воспринимает ЧД также, как другой объект, звезду, планету и т.п., а это не верный подход. Стоит отметить важное, что ЧД это объект находящийся в крайности. А крайность, по известным законам, превращается в свою противоположность (тем паче, если ЧД слишком обожралась :). И то, что на "внешнем" экваторе ЧД разгоняется в силу центробежной силы, то в внутрях ЧД подчиняется уже центростремительной силе, то есть своей противоположности. Но это сложные вещи, как это происходит. и когда это проявляется с внешенй стороны. Вот последнее предложение об этой силе из вики:
"В связи со сложностью понимания переходов из одной системы отсчёта в другую, особенно если они движутся относительно друг друга с динамически меняющимся ускорением, понятия центростремительной и центробежной сил вызывают многочисленные споры и недоразумения."
Так вот, поддавливаемое вещество внутрях ЧД центростремительной силой со стороны экватора, выталкивается наружу через полюса в виде этих самых джетов.

14
Stan61 · 08-03-2017

""А с чего это вы так определили, что там участвуют 2 серьёзных дядьки? ""
___________
Я определяю по тому, кто что пишет.
бывает так умны, что аж страшно!

15
Reynkarnfil0 · 08-03-2017

Однажды я возвращался после похода в горы с дыумя образованными людми, преподавателями. А по пути с нами шёл вместе один человек, с фамилией явно какой то местной народности. Он так красиво и грамотно говорил, так увлекал речами и солидностью всех, я тоже повёлся на это. Но когда мы пришли в ближайшее селение и спросили про него, описав и назвав как его звать, то первая местная женщина сказала, а, это наш, он даже и школу не окончил, его все знают.

16
geolux96 · 08-03-2017

Уваж. Ottzi , Речь шла не о преобразованиях Лоренца, а о четырёхмерном пространстве Минковского. Которое он придумал ещё до всяких преобразований Лоренца и СТО Эйнштейна. В нём четвёртая ось имела именно такую мнимую размерность. Как вышеупомянутые господа учёные потом преобразовали эту чисто математическую конструкцию Минковского, чтобы исключить мнимую единицу и приспособить четырёхмерие для своих теорий, это другая (тоже чисто математическая) история. Где-то даже доводилось читать, как это, исключение мнимой единицы, было сделано именно для преобразований Лоренца.
Что касается джетов. Многочисленные наблюдательные данные как по джетам галактик, так и по активности "чёрных дыр", испускающих как излучение, так и вещество; факты грандиозных взрывов в центрах галактик, энергетику которых никакими "аккреционными дисками" не объяснишь - заставили учёных придумывать хоть немного правдоподобные объяснения наблюдений. Отсюда родилась история о пожирании звёзд дырой и том, что джеты порождаются вращающимся аккреционным диском, магнитные поля которого якобы выталкивают вещество диска к полюсам дыры (а откуда диск знает, где у неё полюса и есть ли они вообще?). Они, эти магнитные поля, к тому же якобы обеспечивают автоколлимацию джета на многие тысячи св. лет. Получается, что вещество диска создаёт магнитное поле, а это поле почему-то разрушает диск и образует джет. Этакий (змей) электромагнит, поедающий, разрушающий сам себя. Но выбрасывающий вещество не в стороны, а вдоль оси и в виде тонкой струи.
Магнитное поле самого джета, кстати, спиральное, а структура джета - трубчатая: стенки и середина имеют разную скорость, и сгущения вещества внутри джета нередко движутся с разной скоростью, иногда вспыхивая. Это установлено наблюдениями.
Такой вот получается ну очень хитромудрый аккреционный диск и его магнитное поле, многие чудеса животворящее.
Признавать такие объяснения - это уже вопрос не знаний, а веры. Впрочем, ныне вся теор. наука такая, основана на вере в необъяснимые постулаты.
На самом деле, если признать, что "чёрные дыры" - это не дыры, а сгущения сверхплотного вещества разной массы, то и не потребуются никакие фантастические объяснения. Джеты - это одно из проявлений их активности, распада и выброса их сверхплотного вещества; и излучение джетов организуется мощнейшими магнитными полями самих таких сверхплотных тел вдоль их магнитной оси. Это прямо доказывается наблюдениями джетов у нейтронных звёзд и даже у некоторых обычных звёзд, где нет никаких " релятивистских аккреционных дисков".

17
elena146 · 08-03-2017

Если учесть,что во Вселенной всё меряется в световых годах,то есть во времени,то идея с часами понятна.Понятно.что со временем,то есть расстоянием они ослабевают,и давние события можно узнать только по накоплению их действия.Вот если бы эти две дыра столкнулись недалеко,то есть в нашем времени,времени существования нашей СС,то их наверное и можно было бы поймать даже со всеми помехами.

18
Otzzi98 · 08-03-2017

geolux: "Речь шла не о преобразованиях Лоренца, а о четырёхмерном пространстве Минковского. Которое он придумал ещё до всяких преобразований Лоренца и СТО Эйнштейна. В нём четвёртая ось имела именно такую мнимую размерность"
Ну и зачем Вы древность приписываете СТО и ОТО? Мнимая единица не используется ни в СТО ни в ОТО.
"...и приспособить четырёхмерие для своих теорий..." - это разговор "ни о чем".
И вообще, "четырехмерие" сейчас на в тренде, чейчас 11-и мерие.

19
Orion84 · 08-03-2017

С нетерпени

20
Orion84 · 08-03-2017

Пардон я нечаянно, сами понимаете

21
Orion84 · 08-03-2017

Значит, с нет

22
Petr_1 · 08-03-2017

geolux, ваши письмена не имеют никакого отношения ни к физике, ни к действительности, ни к науке вообще! Там комментировать просто нечего.
Жонглируете красивыми словами, совершенно не вникая в их смысл. Делаете ровно то же самое, что и Душманин со своими контурами. Единственное отличие - Душманин оперирует 5-7 "красивыми" словами максимум, а вы большим их количеством.
А суть та же - вместо мыслей опилки в голове. Причем даже не опилки знаний, а обычные, с пилорамы. И заявления то какие... - да я о мироздании знаю больше вас всех...

23
Reynkarnfil0 · 09-03-2017

О как, нападки на личность, а не по существу альтернативных утверждений. Как то скучно становится. Думал действительно околонауная дискуссия развернётся, а тут личностные проблемы...
Ну Геолюкс какие то версии выдвигает, а вы какой придерживаетесь, как там те же ЧД устроены по вашему опилочному мнению? Если вы разоблачили его, что знания не имеют к науке вообще, то сообщите нам свои научноотносительные знания. Ждём очередную вихреватую петрубку. (Семечки для для перещёлкивания уже купил).

24
Petr_1 · 09-03-2017

Reynkarnfil, я придерживаюсь ровно той версии, которую называют классической. ВСЕ!!!!!!!!! факты которой имеют хоть какое то обоснование. geolux-совское извержение веществ - это чистая алхимия! Обоснований - голый ноль.
Потому мне писать нечего. Точнее не о чем.

25
Reynkarnfil0 · 10-03-2017

"факты которой имеют хоть какое то обоснование"
Хоть какое то обоснование? Хоть какого то для настоящей науки мало.
А вот у Геолюкса зато красивше выглядит, логичнее и убедительнее. Начиная с критики псевдоконденсационной теории до сверхплотного вещества в ЧД. И его аргументы обоснованы и подкреплены ссылками на учёных, того же Амбарцумяна.
А в глобальном смысле, его взгляд более обоснован, чем тот, что придерживается официальная наука.
Ну посудите сами, (упрощённо, с моими корректировками, если что поправите): был БВ, затем через ~400 килолет образовалась частицо-пылегазовая мелкотня, которая начала усилиенно конденсироваться, образовывая звёзды, планеты, галактики..., а с другой стороны, изначально было сверхплотное вещество, которое разделилось на множество более мелких, и это деление и "разжижение" его до "мелкотни" происходит до настоящего времени с выделением энергии, света, излучений и т.п. процессами, в том числе с образованием планет. Или образно можно представить это так: вот есть у меня кусок угля, твёрдый такой камень, он сгорает, выделяется тепло, свет, газ, и остаётся пепел, произошла энтропия. Всё логично, а по вашей "классической " теории, "кусок угля" сгорел, затем его пыль вновь сконденсировалась в кусок угля, потом он снова сгорел, сконденсировался, и так до бесконечности то зажгётся, то погаснет - это про образование звёзд 1-го, 2-го, 3-го, 4-го и т.д. поколений. Бред сивой кобылы, этот "классический" взгляд, начиная с неслипающейся пыли, и заканчивая рейнкарнациями звёзд. Эт только у индусов, ну иногда и здесь (Назар-Дехканин) научно обоснованно происходит рейнкарнация, а звёзды из светящихся плазменных шаров в прах, и снова сконденрейнкарнированные в светящиеся Фениксы из праха, это не научно.
Так что я вас не понял, на какую вы науку опитраетесь? Может быть на восточно-классическую, тем более она многократно старше западно-европейской и америкосовской классической?

26
Bong58 · 10-03-2017

Reynkarnfil, , ""кусок угля" сгорел, затем его пыль вновь сконденсировалась в кусок угля, потом он снова сгорел, сконденсировался, и так до бесконечности" локально не может, но по сути во вселенной не это и происходит? Материя гравитирует не используя для этого энергию, а значит может делать такое бесконечно - в собираясь в большие скопления и изменив свои св-ва вновь отрываясь от массива и затем это же снова и снова.. :).

27
Reynkarnfil0 · 10-03-2017

Бонд, а какже Клаузиус, а как же Томсон? Что же будем делать с "классикой" науки - 2-м началом термодинамики? Ведь объявится Петрушманин и возмутится, защищая классическую науку, что будете делать то? С угольком :).

28
Bong58 · 11-03-2017

Reynkarnfil, а что, кто то из них объясняет откуда берется энергия для гравитации? Где процесс затухания? :).
Ну и кроме этого если человек это тот же уголек, то после смерти с ним и вся находящаяся в нем материя исчезает? Все из чего он состоял существовало до в нем и будет после, при чем не линейно, а одномоментно и да, как индивидуум он исчезает, но на удивление кол-во таких же угольков все больше и больше рядом появляется, с этим как быть :).

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.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!