artur_s (artur_s) wrote,
artur_s
artur_s

Физики обнаружили гравитационные волны



Ученым впервые удалось экспериментально подтвердить существование гравитационных волн, открытия которых физики ждали сто лет. Заявление об этом было сделано в ходе пресс-конференции научной коллаборации LIGO в Вашингтоне, сообщает Reuters.

«Мы обнаружили гравитационные волны. Мы это сделали», – заявил исполнительный директор LIGO Дэвид Рейц.

По словам ученого, волны образовались в результате столкновения двух массивных черных дыр, находящихся на расстоянии 1,3 млрд световых лет от Земли. Сигнал был получен 12 сентября 2015 года. Это «именно то», что было предсказано Общей теорией относительности Эйнштейна, сообщил Рейц. Открытие гравитационных волн, или так называемой «ряби пространства-времени» – поворотное открытие, которое проложит путь для нового этапа исследования космоса, утверждают представители коллаборации.

Когда волны достигли Земли, они сместили луч лазерного детектора на одну тысячную диаметра протона. Полученные колебания группа ученых преобразовала в звук.

Слухи о том, что ученые обнаружили гравитационные волны с помощью новейших гравитационных телескопов, появились в прошлом месяце, когда космолог Лоуренс Краусс, не участвовавший в работе над исследованием, сообщил, что получил информацию о возможном открытии гравитационных волн «из независимых источников».

Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном 100 лет назад, они являются частью общей теории относительности. Простейший пример такой волны – когда два объекта периодически сближаются и отдаляются друг от друга во время свободного падения (когда на них не действуют никакие силы).

По мнению Guardian, за открытие гравитационных волн «наверняка присудят Нобелевскую премию».

источник



«Сигнал пришел на частоте человеческой речи» Астрофизик Сергей Попов — о том, что такое гравитационные волны

11 февраля стало известно, что ученым удалось зафиксировать гравитационные волны — искажение пространства-времени, предсказанное Альбертом Эйнштейном. Их существование доказано благодаря наблюдениям с помощью высокоточной аппаратуры — ученые записали сигнал слияния двух массивных черных дыр в миллиарде световых лет от Земли. Астрофизик и популяризатор науки Сергей Попов объяснил журналисту «Медузы» Константину Бенюмову, что такое гравитационные волны и как они бегут по пространству-времени.
— Что такое гравитационные волны?

— Начиная с общей теории относительности мы считаем, что гравитация связана с геометрией пространства-времени; современные теории гравитации — геометрические. В этих теориях геометрию пространства описывают метрикой: на плоскости это легко нарисовать — такой ковер, разлинованный в клеточку. Это плоское пространство. Мы можем его по-всякому изгибать, но лучше делать это не руками, а, например, массивными телами — любое тяжелое тело искажает пространство вокруг себя. Дальше — если это тяжелое тело будет ерзать, или, к примеру, два тяжелых тела будут крутиться вокруг общего центра звезды, то они будут периодически возмущать пространство, и по пространству побежит рябь. Вот это и есть гравитационные волны.

Представьте себе, что кто-то плывет по воде, и от него по поверхности идут волны. Вот примерно так же и гравитационные волны бегут по пространству-времени. И когда они проходят какой-то кусочек, где мы живем, они возмущают пространство-время вокруг нас. Возмущают совсем слабо, потому что гравитация по сравнению с другими силами очень слабая. Измерить это трудно, но можно. И люди на протяжении последних 50 лет пытались это сделать. И вот, наконец, это получилось.

— То, что зафиксировать волны удалось именно сейчас, связано с появлением подходящей аппаратуры?

— Да, в первую очередь это аппаратура. Детектор LIGO, детектор VIRGO, который скоро начнет работать в Европе, — это совершенно потрясающие машины по точности измерений. До этого люди использовали более дешевые, более простые подходы. LIGO — это 25 лет труда, огромные суммы денег, потраченные, в первую очередь, на исследования, на создание новых технологий, на доведение этих технологий до ума и на изготовление этих потрясающе точных приборов.

— Черные дыры с этой историей связаны только потому, что это и есть массивные тела, искажающие пространство?

— Для того, чтобы получить сильный сигнал, нужно не просто массивное тело, а одновременно массивное и компактное. По сути, то, что происходит — это одна черная дыра падает на другую. В этот момент тяжелые тела взаимодействуют друг с другом и двигаются почти со скоростью света, поэтому много энергии испускается сразу, за очень короткий интервал времени. Поэтому LIGO и VIRGO специально создавали для фиксации сигналов от нейтронных звезд и черных дыр. Нейтронных звезд больше, и они сливаются чаще, но черные дыры массивнее — их видно с большого расстояния.

— Сколько пришлось наблюдать за черными дырами, чтобы обнаружить сливающуюся пару?

— В данном случае LIGO просто повезло. Практически как только они включились, они увидели сигнал — слияние двух очень массивных черных дыр. Сигнал очень сильно зависит от массы. В норме, в среднем черные дыры раза в три, а то и в четыре полегче, но в этом случае удалось увидеть сигнал с очень большого расстояния.

— По мере того, как сигнал проходит через пространство-время, он ослабевает? Если явление произошло в миллиарде световых лет от Земли, то до нас он должен добраться в едва уловимом виде?

— Естественно, и поэтому тоже важно, что удалось обнаружить две очень тяжелые черные дыры. В обычной ситуации детекторы будут видеть сигналы от слияния двух нейтронных звезд, которые находятся в пять или десять раз ближе к нам.

— Последний вопрос: почему сигнал зафиксирован в виде звука?

— Тут есть два момента. Во-первых, люди любят картинки и звуки. Поэтому многие сигналы — колебания звезд, еще какие-то — переводят в звуковую форму. Но здесь волею судеб сигнал на самом деле приходит на частоте, примерно соответствующей частоте нашей речи. Физически это явления разные, но частоты те же — килогерцы. Поэтому ученые решили, что это такой красивый ход. Нарисованный график, принятый в ходе опыта, говорит о форме гравитационно-волнового сигнала, о том, как волна колеблет зеркала в измерительном приборе. Но обычно люди хотят не просто загогулину увидеть, а получить какой-то мультимедийный контент.

источник
Tags: физика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments