Гравитационные волны обнаружены: Гравитационные волны обнаружены

Гравитационные волны обнаружены в третий раз

?

chervonec_001

Гравитационные волны обнаружены в третий раз

3 июня, 2017

Гравитационно-волновая обсерватория Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) произвела третье по счету обнаружение гравитационных волн, ряби пространства и времени.

Открытие нового способа наблюдения за Вселенной (гравитационно-волновая астрономия) — сродни изобретению телескопа в свое время.

Так же, как и в случае двух предыдущих обнаружений, эти волны были сгенерированы двумя черными дырами, сливающимися воедино с образованием более крупной по размерам черной дыры. Подобные столкновения искажающих метрику в окрестности Земли на 10 в минус 21, 10 в минус 23 степени метра.

Эта вновь обнаруженная черная дыра, сформировавшаяся при столкновении, имеет массу порядка 49 масс Солнца. Это ставит её по массе в ряду между черными дырами, обнаруженными обсерваторией LIGO прежде, массы которых составляют соответственно 62 (первое обнаружение в сентябре 2015) и 21 (второе обнаружение в декабре 2015) массу Солнца. Нонешнее столкновение астрономических объектов было зафиксировано 4 января 2017, но до момента объявления проходит несколько месяцев, покуда данные анализируются и перепроверяются.

В отличие от двух предыдущих обнаружений, в которых черные дыры располагались относительно недалеко от нашей Галактики (на расстояниях 1,3 и 1,4 миллиарда световых лет соответственно), эта, последняя пара черных дыр располагалась значительно дальше от нас, на расстоянии порядка 3 миллиардов световых лет.

Новый путь изучения в астрономии надежно проложен и со временем станет только шире.
Текущая задача — повышение чувствительности детекторов (уже делается) и их количества (к двум строят еще три).

Повышение чувствительности позволит наблюдать слияния и нейтронных звезд, что по оценкам происходит раз 100 раз чаще.

Увеличение же количества детекторов позволит определять точные пространственные координаты объектов. Направление на источник сигнала определяется через разницу времен прохождения сигнала через детекторы. И двумя детекторами можно определить лишь ПЛОСКОСТЬ. На карте звёздного неба возможная область нахождения источника выглядит как тонкое кольцо — толщина кольца тем меньше, чем меньше погрешности измерения. При трёх датчиках взаимно перпендикулярных можно определить и ЛИНИЮ.

Потом ожидается накопление статистики, данных, которые позволят развивать теорию гравитации. А там и до практических открытий не так далеко будет.

Метки: гравитация, космос

• «Красная линия» ещё не превратилась в лиловую

  Что не ясно? Ждем, когда «хлопнет» в Москве? А ведь этого можно и дождаться, если не давать адекватный ответ распоясавшемуся в своей…

• Пятьдесят оттенков красного

  С начала всех обещаний про «красную линию», ни одна красная линия не пострадала Прошлые красные линии по-видимому стали зелеными. МИД РФ…

• Самый красноречивый пост всего из одной буквы и с миллионом просмотров

  За 8 часов семизначное просмотров и пятизначное количество комментариев По сути — одна буква. Но сколько в ней смысла! Жирный намёк на то, что все…

• Движение через Крымский мост снова открыто

  Движение по Крымскому мосту открыто для легковых автомобилей и автобусов с прохождением полной процедуры осмотра. Возможность движения поездов…

• Уже официально

  Министерство Обороны ОФ официально подтвердило, что генерал армии Сергей Суровикин приказом министра обороны Сергея Шойгу назначен командующим…

• Эстония приветствует террористический акт

  Глава министерства европейской страны поздравляет террористов с терактом Министр иностранных дел Эстонии Урмас Рейнсалу заявил в комментарии…

• Украинские террористы беснуются

  Бандерофашистские мрази устроили террористическую диверсию на Крымском мосту Произошел подрыв грузового автомобиля. Взрыв привел к возгоранию семи…

• Нацизма в Украине «конечно же, нет»?

  Прямые данные (телефоны и адрес в сети) очередного бандерофашиста специально не даю, но пост и сообщение проверил лично, оно до сих пор живо…

• Данные радиоперехватов на рубеже Сватово — Кременная: в эфире английская, польская, румынская речь

  Ранее приходила информация, что в б/действиях на Украине уже задействованы военнослужащие двух польских бригад, залегендированы под отряды ЧВК…

Гравитационные волны обнаружены — KP.

RU

Комсомольская правда

НаукаНаука: Клуб любознательных

Владимир ЛАГОВСКИЙ

11 февраля 2016 19:30

Сбылось предсказание Альберта Эйнштейна, сделанное 100 лет назад [видео]

Подтвердились слухи, которые несколько дней витали в научном мире: гравитационные волны действительно обнаружены

Подтвердились слухи, которые несколько дней витали в научном мире: гравитационные волны действительно обнаружены. Об этом было объявлено 11 февраля на специальной пресс-конференции в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне. Среди авторов открытия — исследователей, объединенных в международную коллаборацию LIGO, есть и российские ученые. Собрал их член-корреспондент РАН Владимир Брагинский, профессор физического факультета МГУ и Калифорнийского технологического института. Ныне коллектив возглавляет профессор Валерий Митрофанов.

Согласно Общей теории относительности, которую Альберт Эйнштейн обнародовал в 1916 году, гравитационные волны просто обязаны существовать в виде эдакой ряби в ткани пространства-времени. Особо интенсивно их должны распространять катаклизмы, постоянно происходящие во Вселенной — например, взрывы сверхновых звезд, образующиеся и сливающиеся черные дыры. Ученые полагали: возникшие в результате гравитационные волны, распространяясь словно круги по воде, рано или поздно достигнут Земли. Где и могут быть уловлены с помощью приборов — гравитационных обсерваторий. Гравитационная обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) — одна из крупнейших в мире. Состоит из двух исследовательских установок. Одна находится в Ливингстоне, штат Луизиана (Livingston, Louisiana), а другая — на расстоянии более 3000 км, в Ханфорде, штат Вашингтон (Hanford, Washington). Лов на них продолжался с 2002 по 2010 год. Но безрезультатно. Словно бы гравитационных волн вообще в природе не было. А Эйнштейн, стало быть, заблуждался.

Обсерватория Advanced LIGO.

Суть ловли проста. Два лазерных луча направляют перпендикулярно друг другу по трубам большой длины. В LIGO длина каждой трубы 4 километра. Потом с помощью зеркал лучи сводят в один. И смотрят на результат — на интерференционную картину. Если гравитационная волна придет, то она сожмет пространство в одном направлении и растянет в перпендикулярном. Расстояния, пробегаемые лучами, изменятся. И это будет видно на картинке, которая представляет из себя концентрические окружности. Но ничего такого видно не было.

Ныне обсерваторию модернизировали и назвали Advanced LIGO. Приборы, предназначенные для ловли, так называемые лазерные интерферометры, стали чувствительнее. И это дало результат.

По слухам, ученым удалось зафиксировать аж три гравитационные волны, источники которых находятся в созвездиях Золотая Рыба, Овен и Гидра. Однако на пресс-конференции они объявили лишь об одном источнике — о двух слившихся черных дырах.

Массы черных дыр, вызвавших сотрясение ткани пространства-времени, в 29 и 36 раз превышают массу Солнца. А слились они в объект, который стал в 62 раза тяжелее нашего светила. Это случилось 1,3 миллиарда лет назад — столько времени гравитационные волны «катились» до обсерватории. И попались там 14 сентября 2015 года.

Слившиеся черные дыры, пустившие гравитационные волны по ткани пространства-времени, находились в 1,3 миллиарда световых дет от Земли. Катились к нам со скоростью света.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Новое окно во Вселенную

Российские ученые занимались, похоже, самым главным — повышением чувствительности приборов обсерватории.

— Мы изменили форму антенн, чтобы свести к минимуму посторонние шумы, — говорит один из авторов открытия, научный директор Российского квантового центра, профессор МГУ Михаил Городецкий. — Подобрали и оптимальный материал для зеркал — плавленый кварц. Коллеги предлагали кристаллический сапфир, который на проверку оказался более «шумным».

Чувствительность обсерватории, в итоге, стала феноменальной.

— На четыре километра регистрируемое отклонение составляет лишь 10 в минус 19 степени метра – это в 10000 раз меньше диаметра протона — ядра атома водорода, — сообщил Городецкий.

По словам ученого, с обнаружением гравитационных волн началась новая эра – гравитационно-волновой астрономии. Появился еще один инструмент для исследования Вселенной.

Гравитационные волны ловят посредством лазерных интерферометров.

— У нас теперь есть «уши», которыми мы можем слушать Вселенную, — говорит ученый. — Я не шучу: частоты гравитационных волн, регистрируемые LIGO, фактически звуковые – сотни герц, килогерцы, их можно переложить в звук и слушать как чириканье птиц. Мы будем фиксировать интереснейшие события. Проверим теорию относительности на таком уровне точности, который недоступен для других методов. Проверим новые теории и, возможно, приблизиться к созданию квантовой теории гравитации. Или даже к теории великого объединения.

— Сейчас у нас всего два детектора, — объясняет Городецкий. — Однако даже с ними мы можем определить массы объектов. И по времени задержки — примерное положение на небе. Для двух антенн локализация получается не очень хорошая – некоторая дуга на небе. Но когда полностью заработает третья Европейская гравитационная антенна в Италии, методом триангуляции мы сможем определять положение источников достаточно точно.

По словам ученого, это позволит оперативно нацеливать в район, откуда исходят гравитационные волны, оптические и радиотелескопы, для исследования их источников традиционными методами.

Как выглядит модель гравитационной волны?

Ученые из нескольких стран, работающие в составе международного проекта LIGO Scientific Collaboration, сообщили, что им удалось зафиксировать в лабораторных условиях гравитационные волны

КСТАТИ

Астрофизик объяснил, почему на Земле так долго не могли обнаружить гравитационные волны

Ученые сообщили сенсационную для науки новость: на Земле удалось зафиксировать гравитационные волны. Некий космический катаклизм вызвал искривление пространства-времени больше миллиарда лет назад. Несмотря на обилие научной терминологии, объяснить произошедшее можно и проще (подробности)

Читайте также

Возрастная категория сайта 18+

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.

И.О. ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.

Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]

Ученые обнаружили признаки гравитационного фона Вселенной

https://ria.ru/20210111/vselennaya-1592602909.html

Ученые обнаружили признаки гравитационного фона Вселенной

Ученые обнаружили признаки гравитационного фона Вселенной — РИА Новости, 11.01.2021

Ученые обнаружили признаки гравитационного фона Вселенной

Ученые из США и Канады сообщили о том, что им удалось обнаружить признаки постоянного гравитационного излучения, которое проходит через Вселенную и искажает… РИА Новости, 11.01.2021

2021-01-11T20:15

2021-01-11T20:15

2021-01-11T20:15

наука

сша

канада

космос — риа наука

физика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/125563/10/1255631026_0:72:800:522_1920x0_80_0_0_ee3e7a984102d9d2b37f8d978e26e69d.jpg

МОСКВА, 11 янв — РИА Новости. Ученые из США и Канады сообщили о том, что им удалось обнаружить признаки постоянного гравитационного излучения, которое проходит через Вселенную и искажает ткань пространства-времени. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.В 2017 году ученые, проводившие эксперимент под названием «Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория» (LIGO), получили Нобелевскую премию по физике за первое в истории прямое обнаружение гравитационных волн, образовавшихся при слиянии двух черных дыр, находящихся примерно в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Волны, возникшие при этом столкновении, нарушили гравитационно-волновой фон Вселенной и достигли Земли.Помимо подобных разовых сильных возмущений, которые астрофизики уже научились фиксировать, существует так называемый фон гравитационных волн — постоянный поток гравитационного излучения, которое, согласно теории, постоянно омывает Землю.Именно это фоновое излучение пытались обнаружить ученые из проекта «Североамериканская наногерцовая обсерватория гравитационных волн» (NANOGrav). В течение 13 лет они изучали свет, исходящий от десятков пульсаров, разбросанных по всей нашей Галактике, используя ее как огромную космическую обсерваторию, чтобы найти намеки на уникальную гравитационную «рябь» во Вселенной.»Мы обнаружили сильный сигнал в нашем наборе данных. Пока мы не можем сказать, что это фоновые гравитационные волны, но наша цель становится все ближе», — приводятся в пресс-релизе Колорадского университета в Боулдере слова ведущего автора новой статьи астрофизика Джозефа Саймона (Joseph Simon).»Эти первые намеки на фон гравитационных волн предполагают, что сверхмассивные черные дыры действительно сливаются, и что мы покачиваемся в море гравитационных волн, возникающих в результате слияния сверхмассивных черных дыр в галактиках по всей Вселенной», — говорит еще один автор исследования Джули Комерфорд (Julie Comerford), доцент кафедры астрофизики и планетологии Колорадского университета.NANOGrav объединен с еще двумя проектами из Европы и Австралии в единую исследовательскую сеть под названием International Pulsar Timing Array, которая ищет гравитационные волны на постоянной основе. По словам авторов, никакие другие обсерватории не в состоянии обнаружить фоновые гравитационные волны, потому что ориентированы на поиск разовых событий продолжительностью несколько секунд.»Мы же ищем волны, длящиеся годы или десятилетия, — отмечает Саймон. — Согласно теории, слияние галактик и другие космологические события вызывают постоянный всплеск огромных гравитационных волн. Требуются годы или даже дольше, чтобы одна такая волна прошла мимо Земли. По этой причине никакие другие существующие эксперименты не могут обнаружить их напрямую».Для фиксации фонового гравитационного шума ученые NANOGrav наблюдали с помощью наземных телескопов за пульсарами — космическими источниками мигающих импульсов, всплесков радиоизлучения, периодичность которых остается неизменной. Пульсары можно сравнить с галактическими маяками, постоянно находящимися на одном и том же месте.Проходящие гравитационные волны изменяют устойчивую картину света, исходящего от пульсаров, увеличивая или сжимая относительные расстояния, которые эти лучи проходят через пространство. Другими словами, ученые теоретически могут обнаружить фон гравитационных волн, отслеживая коррелированные изменения времени прибытия на Землю излучения пульсаров.Задача ученых заключалась в том, чтобы наблюдать как можно дольше и как можно большее количество пульсаров. На сегодняшний день собраны данные за несколько лет по 45 пульсарам. «Возможность обнаружить фон гравитационных волн — огромный, но только первый шаг, — подчеркивает Саймон. — Шаг второй — определить, что вызывает эти волны, и выяснить, что они могут рассказать нам о Вселенной».Анализ наблюдений показал, что на свет, исходящий от пульсаров, влияет какой-то общий фоновый процесс. Исследователи пока не могут точно сказать, что именно вызывает смещение сигналов.

https://ria.ru/20190729/1556968406.html

https://ria.ru/20200616/1572987254.html

сша

канада

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/125563/10/1255631026_4:0:796:594_1920x0_80_0_0_95d8cc4a32379711d9de30e65e916907.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, канада, космос — риа наука, физика

Наука, США, Канада, Космос — РИА Наука, Физика

МОСКВА, 11 янв — РИА Новости. Ученые из США и Канады сообщили о том, что им удалось обнаружить признаки постоянного гравитационного излучения, которое проходит через Вселенную и искажает ткань пространства-времени. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

В 2017 году ученые, проводившие эксперимент под названием «Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория» (LIGO), получили Нобелевскую премию по физике за первое в истории прямое обнаружение гравитационных волн, образовавшихся при слиянии двух черных дыр, находящихся примерно в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Волны, возникшие при этом столкновении, нарушили гравитационно-волновой фон Вселенной и достигли Земли.

Помимо подобных разовых сильных возмущений, которые астрофизики уже научились фиксировать, существует так называемый фон гравитационных волн — постоянный поток гравитационного излучения, которое, согласно теории, постоянно омывает Землю.

Именно это фоновое излучение пытались обнаружить ученые из проекта «Североамериканская наногерцовая обсерватория гравитационных волн» (NANOGrav). В течение 13 лет они изучали свет, исходящий от десятков пульсаров, разбросанных по всей нашей Галактике, используя ее как огромную космическую обсерваторию, чтобы найти намеки на уникальную гравитационную «рябь» во Вселенной.

«Мы обнаружили сильный сигнал в нашем наборе данных. Пока мы не можем сказать, что это фоновые гравитационные волны, но наша цель становится все ближе», — приводятся в пресс-релизе Колорадского университета в Боулдере слова ведущего автора новой статьи астрофизика Джозефа Саймона (Joseph Simon).

29 июля 2019, 14:17Наука

Астрономы открыли «странный» всплеск гравитационных волн

«Эти первые намеки на фон гравитационных волн предполагают, что сверхмассивные черные дыры действительно сливаются, и что мы покачиваемся в море гравитационных волн, возникающих в результате слияния сверхмассивных черных дыр в галактиках по всей Вселенной», — говорит еще один автор исследования Джули Комерфорд (Julie Comerford), доцент кафедры астрофизики и планетологии Колорадского университета.

NANOGrav объединен с еще двумя проектами из Европы и Австралии в единую исследовательскую сеть под названием International Pulsar Timing Array, которая ищет гравитационные волны на постоянной основе.

По словам авторов, никакие другие обсерватории не в состоянии обнаружить фоновые гравитационные волны, потому что ориентированы на поиск разовых событий продолжительностью несколько секунд.

«Мы же ищем волны, длящиеся годы или десятилетия, — отмечает Саймон. — Согласно теории, слияние галактик и другие космологические события вызывают постоянный всплеск огромных гравитационных волн. Требуются годы или даже дольше, чтобы одна такая волна прошла мимо Земли. По этой причине никакие другие существующие эксперименты не могут обнаружить их напрямую».

Для фиксации фонового гравитационного шума ученые NANOGrav наблюдали с помощью наземных телескопов за пульсарами — космическими источниками мигающих импульсов, всплесков радиоизлучения, периодичность которых остается неизменной. Пульсары можно сравнить с галактическими маяками, постоянно находящимися на одном и том же месте.

Проходящие гравитационные волны изменяют устойчивую картину света, исходящего от пульсаров, увеличивая или сжимая относительные расстояния, которые эти лучи проходят через пространство. Другими словами, ученые теоретически могут обнаружить фон гравитационных волн, отслеживая коррелированные изменения времени прибытия на Землю излучения пульсаров.

16 июня 2020, 11:04Наука

Ученые разгадали загадку сияния пульсаров

Задача ученых заключалась в том, чтобы наблюдать как можно дольше и как можно большее количество пульсаров. На сегодняшний день собраны данные за несколько лет по 45 пульсарам.

«Возможность обнаружить фон гравитационных волн — огромный, но только первый шаг, — подчеркивает Саймон. — Шаг второй — определить, что вызывает эти волны, и выяснить, что они могут рассказать нам о Вселенной».

Анализ наблюдений показал, что на свет, исходящий от пульсаров, влияет какой-то общий фоновый процесс. Исследователи пока не могут точно сказать, что именно вызывает смещение сигналов.

Обнаружено рекордное «цунами» гравитационных волн

Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, получая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом .

Си-Эн-Эн
—

Рябь, созданная массивными космическими столкновениями, достигла Земли после путешествия по вселенной в течение миллиардов лет. Согласно новому исследованию, ученые обнаружили наибольшее количество этих гравитационных волн с тех пор, как космические события были впервые обнаружены в 2015 году.

В период с ноября 2019 года по март 2020 года астрономы обнаружили 35 новых гравитационных волн или ряби в пространстве-времени. Космические волны в основном были созданы парами сливающихся черных дыр, но некоторые из них возникли в результате редких столкновений плотных нейтронных звезд и черных дыр. .

Это гигантский скачок по сравнению с тем, когда в период с 2015 по 2016 год было обнаружено всего три гравитационные волны. Таким образом, известное количество обнаруженных гравитационных волн достигло 90 с 2015 по 2020 год.

Они были обнаружены Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO) в США и гравитационно-волновой обсерваторией Virgo в Италии. Результаты последней наблюдательной кампании были опубликованы в понедельник.

Гравитационные волны могут помочь ученым лучше понять бурный жизненный цикл звезд и то, почему они превращаются в черные дыры или нейтронные звезды, когда умирают. Эта рябь в пространстве-времени была впервые предсказана Альбертом Эйнштейном в 1916 году в рамках его общей теории относительности.

Это последнее открытие — «цунами» и «большой скачок вперед в нашем стремлении раскрыть секреты эволюции Вселенной», — заявила соавтор исследования Сьюзен Скотт, выдающийся профессор Центра гравитационной астрофизики Австралийского национального университета.

Численное моделирование двух черных дыр, которые закручиваются и сливаются, излучая гравитационные волны. Черные дыры имеют большие и почти равные массы, причем одна массивнее другой всего на 3%. Смоделированный сигнал гравитационной волны согласуется с наблюдениями, сделанными детекторами гравитационных волн LIGO и Virgo 21 мая 2019 г.(GW190521). ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: Н. Фишер, Х. Пфайффер, А. Буонанно, MPIGP, сотрудничество SXS

Н. Фишер, Х. Пфайффер, А. Буонанно, MPIGP, сотрудничество SXS

Новый тип черной дыры обнаружен в массивном столкновении, которое послало гравитационные волны с «взрывом»

«Это действительно новая эра для обнаружения гравитационных волн, и растущее количество открытий раскрывает так много информации о жизни и смерти звезд по всей Вселенной», — сказала она. «Глядя на массы и спины черных дыр в этих бинарных системах, можно понять, как эти системы образовались в первую очередь».

По словам Скотта, улучшение чувствительности детекторов к гравитационным волнам помогает ученым отслеживать их больше, чем раньше. «Другая действительно захватывающая вещь в постоянном улучшении чувствительности детекторов гравитационных волн заключается в том, что это приведет к появлению целого ряда новых источников гравитационных волн, некоторые из которых будут неожиданными».

Этот новый каталог гравитационных волн включает в себя черные дыры всех форм и размеров, а также редкие слияния нейтронных звезд и черных дыр.

Черные дыры и нейтронные звезды являются результатом смерти звезды. Когда звезды умирают, они могут коллапсировать в прожорливые черные дыры, которые поглощают всю материю вокруг себя. Или они могут образовать нейтронную звезду, невероятно плотный остаток, который остается после взрыва звезды.

В настоящее время самая тяжелая из известных нейтронных звезд в 2,5 раза больше массы нашего Солнца, а самая легкая черная дыра в пять раз больше массы нашего Солнца. Между ними находится «массовый разрыв». Улучшение и усовершенствование детекторов также помогает ученым справиться с массовым разрывом или определить, что существует в этом диапазоне.

Одно из столкновений в этой последней наблюдательной кампании привело к массивной черной дыре, примерно в 33 раза превышающей массу Солнца, с одной из нейтронных звезд с наименьшей массой из когда-либо обнаруженных, масса которой примерно в 1,17 раза превышает массу нашего Солнца.

На этом рисунке показано слияние двух черных дыр.

НАСА

«Только сейчас мы начинаем ценить удивительное разнообразие черных дыр и нейтронных звезд», — говорится в заявлении соавтора исследования Кристофера Берри, члена научного сотрудничества LIGO. «Наши последние результаты доказывают, что они бывают разных размеров и комбинаций. Мы разгадали несколько давних загадок, но также обнаружили и новые загадки. Используя эти наблюдения, мы приблизились к раскрытию тайн эволюции звезд — строительных блоков нашей Вселенной».

Радужный вихрь — это художественный образ, вдохновленный событием слияния нейтронных звезд Черной дыры. Предоставлено: Карл Нокс/OzGrav/Swinburne

Карл Нокс/OzGrav/Swinburne

«Пакман» в космосе: черные дыры поглощают нейтронные звезды — первое свидетельство редкого небесного явления

Берри также является лектором в Университете Глазго и приглашенным ученым в Центре междисциплинарных и поисковых исследований в астрофизике Северо-Западного университета (CIERA).

К детекторам LIGO и Virgo присоединится проект Kamioka Gravitational Wave Detector в Японии для следующего цикла наблюдений, который планируется начать в конце 2022 года. До тех пор ученые всего мира будут изучать последние наблюдения, чтобы искать интригующие сигналы, которые могут быть скрыты. в данных.

«Оказывается, гравитационно-волновая Вселенная невероятно захватывающая», — заявила в своем заявлении Майя Фишбах, научный сотрудник NASA Einstein Postdoctoral Fellow в CIERA и член научного сотрудничества LIGO.

«Наши модернизированные детекторы смогут улавливать более тихие сигналы, в том числе сигналы черных дыр и нейтронных звезд, которые слились еще дальше, с сигналами миллиарды лет назад. Мне не терпится узнать, что еще там есть».

«Цунами» гравитационных волн устанавливает рекорд по количеству зарегистрированных пространственно-временных пульсаций

Гравитационные волны, испускаемые двумя черными дырами, когда они скручиваются друг в друга, показаны в моделировании.
(Изображение предоставлено: C. Henze/НАСА Исследовательский центр Эймса)

Рекордное «цунами» гравитационных волн — рябь в ткани пространства-времени — может помочь раскрыть тайны эволюции Вселенной и ее звезд и подвергнуть испытанию общую теорию относительности Эйнштейна.

Ученые, работающие в Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в США и интерферометре Virgo в Италии, обнаружили ошеломляющие 35 отдельных событий гравитационных волн в период с ноября 2019 года по март 2020 года, что составляет более трети от общего числа, обнаруженного на сегодняшний день. Исследователи опубликовали свои выводы 5 ноября в базе данных препринтов 9.0059 arXiv , что означает, что они еще не прошли рецензирование.

Гравитационные волны — это рябь, возникающая в ткани пространства-времени , когда два чрезвычайно плотных объекта — таких как нейтронных звезд или черных дыр — замыкаются на бинарной орбите друг вокруг друга и в конечном итоге сталкиваются. Эта пространственно-временная рябь была впервые обнаружена в 2015 году, но с тех пор ученые научились лучше замечать волны, когда они плещутся о наши космические берега.

Связанные: 9 эпических космических открытий, которые вы, возможно, пропустили в 2020 году

«Эти открытия представляют собой десятикратное увеличение количества гравитационных волн, обнаруженных LIGO и Virgo с тех пор, как они начали наблюдать», соавтор Сьюзен Скотт, астрофизик из Австралийского национального университета и член международной команды Advanced LIGO, , сказал в заявлении . «Это действительно новая эра для обнаружения гравитационных волн, и растущее количество открытий раскрывает так много информации о жизни и смерти звезд по всей Вселенной».

Детекторы LIGO и Virgo обнаруживают гравитационные волны, улавливая крошечные искажения в ткани пространства, которые они вносят, проходя через детекторы. Детекторы L-образной формы имеют два плеча с двумя одинаковыми лазерными лучами внутри — каждый из двух детекторов LIGO имеет плечи длиной 2,48 мили (4 км), а длина плеч Virgo составляет 1,86 мили (3 км). Если гравитационная волна проходит через Землю, лазер в одном плече детектора сжимается, а другой расширяется, предупреждая ученых о присутствии волны. Но крошечный масштаб этих искажений — часто размером в несколько тысячных долей протона или нейтрона — означает, что детекторы должны быть невероятно чувствительными.

По словам ученых, 32 из 35 новых обнаружений связаны с слиянием далеких черных дыр. По мере того, как бесконечно плотные ядра космических гигантов закручиваются друг в друга все более быстрыми и тесными петлями, они в конечном итоге объединяются, образуя еще более массивную черную дыру. Гравитационные волны, возникшие в результате этих событий, подобно ряби, образовавшейся в пруду после того, как в него бросили камень, могут многое рассказать о черных дырах, которые их создали.

«Глядя на массы и вращения черных дыр в этих бинарных системах, можно понять, как эти системы образовались в первую очередь», — сказал Скотт. «Это также поднимает некоторые действительно интересные вопросы. Например, система изначально сформировалась из двух звезд, которые вместе прошли свой жизненный цикл и в конечном итоге стали черными дырами? Или две черные дыры столкнулись вместе в очень плотной динамической среде, такой как в центре галактики?»

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Наблюдения показывают удивительное разнообразие размеров черных дыр во Вселенной. Например, одна пара черных дыр в 145 раз превышает массу Солнца, а другая — всего в 18 раз больше массы Солнца.

Другие три обнаружения волн немного более загадочны, возможно, они возникают в результате слияния бесконечно плотных черных дыр с другими, менее плотными космическими объектами. По словам астрономов, вполне вероятно, что эти вторые объекты были нейтронными звездами — сверхплотными остатками массивных звезд, образовавшихся после огромных звездных взрывов, называемых сверхновыми.

И эти более странные сигналы могут быть первыми из многих таких сигналов, которые будут обнаружены. Повышение чувствительности детекторов позволит ученым улавливать более слабые сигналы из более неожиданных источников. Это может не только дать им беспрецедентное представление о природе и эволюции звезд, создающих гравитационные волны, и звездных остатках во Вселенной, но и позволить исследователям разработать новые тесты для законов гравитации, изложенных в общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которые описать поведение всех массивных объектов.

«Наши последние результаты доказывают, что они [черные дыры] бывают разных размеров и комбинаций — мы разгадали некоторые давние загадки, но также раскрыли несколько новых загадок», — соавтор Кристофер Берри, астроном из Университета Глазго. в Шотландии», — говорится в сообщении. «Используя эти наблюдения, мы приблизились к раскрытию тайн того, как развиваются звезды, строительные блоки нашей Вселенной».

Первоначально опубликовано на Live Science.

Бен Тернер — штатный писатель Live Science из Великобритании. Он занимается физикой и астрономией, а также другими темами, такими как технологии и изменение климата. Он окончил Университетский колледж Лондона со степенью в области физики элементарных частиц, прежде чем стать журналистом. Когда он не пишет, Бен любит читать литературу, играть на гитаре и смущать себя шахматами.

Необычные «ожившие» пульсары могут обнаруживать гравитационные волны

Художественное изображение пульсара.
(Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА)

(открывается в новой вкладке) ) « » и « Космическое Радио (открывается в новой вкладке) » и автор « Как t o Die in Space . они нам нужны, и как они работают?

Гравитационные волны ,или рябь в ткани пространства-времени,от всевозможных источников постоянно выплескиваются по всей вселенной.Вот сейчас вас слегка растягивают и сжимают как волны после того, как волна пройдет через вас Эти волны возникают от слияния черных дыр , взрывы гигантских звезд и даже самые ранние моменты Большого Взрыва .

На Земле мы разработали невероятно чувствительные детекторы гравитационных волн, способные обнаруживать короткие, но громкие события, такие как слияния черных дыр, которые длятся всего несколько секунд, но генерируют такие мощные сигналы, что мы можем обнаружить их. («Огромный» здесь относительный термин; искажение, вызванное проходящей волной, меньше ширины атомного ядра.) 

Связанный: Первый в своем роде телескоп будет искать источники гравитационных волн

пройти через Землю. Эти виды низкочастотных волн возникают в результате слияния гигантских черных дыр, для слияния которых требуется гораздо больше времени, чем для их меньших собратьев. Наши детекторы просто не обладают достаточной чувствительностью, чтобы измерять эти небольшие различия за такие длительные промежутки времени. Для этого нам нужен детектор гораздо большего размера.

Итак, вместо наземных инструментов мы можем использовать далекие пульсары для измерения гравитационных волн. В этом заключается идея так называемых синхронизирующих массивов пульсаров.

Включение пульсаров

Пульсары уже являются фантастическими объектами, и это особенно верно для тех видов пульсаров, которые используются в качестве детекторов гравитационных волн.

Пульсары — это остатки ядер гигантских звезд и одни из самых экзотических объектов, когда-либо населявших космос. Это сверхплотные шары, состоящие почти исключительно из нейтронов, с примерно электронов и протонов добавлено для полноты картины. Эти вращающиеся заряды создают невероятно сильные магнитные поля — в некоторых случаях самые мощные магнитные поля во Вселенной.

Эти интенсивные магнитные поля также вызывают сильные электрические поля. Вместе они приводят в действие лучи излучения (если вы получаете вибраций Звезды Смерти , вы не за горами), которые вырываются из магнитных полюсов в каждом направлении. Эти магнитные полюса не всегда совпадают с осью вращения пульсара, примерно так же, как северный и южный магнитные полюса Земли не совпадают с осью вращения нашей планеты.

Это заставляет лучи радиации выметать круги в небе. Когда эти лучи пересекают Землю, мы видим их в виде периодических вспышек радиоизлучения, придающих «импульс» «пульсару».

Связанный: Гравитационные волны играют с быстро вращающимися звездами, исследования показывают, что

Пульсары невероятно регулярны. Они такие тяжелые и вращаются так быстро, что мы можем использовать их вспышки как чрезвычайно точные часы. Но большинство пульсаров восприимчивы к случайным звездотрясения (когда содержимое звезды перемещается, нарушая вращение пульсара), сбои и замедления, меняющие свою регулярность. Это означает, что большинство пульсаров не подходят для изучения гравитационных волн.

Таким образом, вместо этого временные массивы полагаются на подмножество пульсаров, известных как миллисекундные пульсары, которые, как следует из названия, имеют период вращения в несколько миллисекунд. Астрономы считают, что миллисекундные пульсары — это «возрожденные» пульсары, которые разгоняются до невероятных скоростей после того, как падающий материал звезды-компаньона ускоряет их, как взрослый толкает ребенка на школьной карусели.

Из-за своей смехотворной скорости миллисекундные пульсары могут сохранять фантастическую точность в очень длительных временных масштабах. Например, один пульсар, PSR B1937+21, имеет период вращения 1,5578064688197945 +/- 0,00000000000000004 секунды. Это тот же уровень точности, что и у наших лучших атомных часов .

И эти миллисекундные пульсары — идеальные детекторы гравитационных волн.

Синхронизация массива

Вот как это работает. Во-первых, астрономы наблюдают за периодами вращения как можно большего числа миллисекундных пульсаров. Если над Землей, над пульсаром или даже между нами пройдет гравитационная волна, то при ее прохождении она изменит расстояние между Землей и пульсаром. По мере движения волны пульсар будет казаться немного ближе, затем немного дальше, затем немного ближе, и так далее, пока волна не переместится.

Это изменение расстояния покажется нам изменением периода вращения. Одна вспышка пульсара может произойти слишком рано; то другой может прибыть слишком поздно. Для типичной гравитационной волны сдвиг во времени невероятно мал — изменение всего на 10 или 20 наносекунд каждые несколько месяцев. Но измерения миллисекундных пульсаров достаточно чувствительны, чтобы можно было обнаружить эти изменения — по крайней мере, в принципе.

Истории по теме:

«Матричная» часть «массива времени пульсара» происходит от изучения многих пульсаров одновременно и поиска коррелированных движений: если гравитационная волна проходит над одной областью пространства, то все время пульсаров в это направление будет меняться в унисон.

Многие совместные работы по всему миру десятилетиями использовали радиотелескопы для изучения временных массивов пульсаров. До сих пор они имели ограниченный успех, находя сдвиги во времени от различных пульсаров, но без намеков на корреляции. Но с каждым годом методы становятся лучше, и есть надежда, что вскоре эти массивы откроют огромную часть гравитационно-волновой вселенной.

Узнайте больше, прослушав подкаст «Спросите космонавта», доступный в iTunes (открывается в новой вкладке) и на сайте askaspaceman. com. Задайте свой вопрос в Твиттере, используя хэштег #AskASpaceman или подписавшись на Пола @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.

Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .  

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Пол М. Саттер — астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, после чего получил стажировку в Триесте, Италия. регионов Вселенной до самых ранних моментов Большого Взрыва до охоты за первыми звездами. В качестве «звездного агента» Пол уже несколько лет страстно вовлекает общественность в популяризацию науки.