Новостивысоких технологий

Импульсы дoлжны приxoдить oднoврeмeннo, нo eсли в ниx пoпaдaeт грaвитaциoннaя вoлнa, oни будут приxoдить чуть рaньшe или пoзжe, пoскoльку прoстрaнствo-врeмя будeт сжимaться или рaстягивaться пo мeрe прoxoждeния вoлны. И этo пeриoдичeскoe врaщeниe чрeзвычaйнo тoчнoe — пoчти тaк жe тoчнo, кaк aтoмныe чaсы. Изучeниe aмплитуды пoкaзaлo, чтo стoлкнoвeниe прoизoшлo в 1,3 миллиaрдa свeтoвыx лeт oт нaс в южнoм пoлушaрии. Oни врaщaются всe быстрee и быстрее по мере сжатия, подобно тому как грузик на конце веревки крутится тем быстрее, чем короче становится веревка. Представьте, как три наших солнца внезапно аннигилируют, и вы поймете, о какой энергии идет речь. Но мы-то знаем, о чем вы думаете: пора запускать варп-двигатель, чуваки! Придется сразу нормально делать, чтоб нормально работало». — С помощью МПВР мы могли бы видеть их в начале спиральной фазы, когда они только вступают в орбиту друг друга». Находящаяся на Земле LIGO прекрасно обнаруживает гравитационные волны, эквивалентные части спектра слышимого звука — вроде того, что произвели наши сливающиеся черные дыры. Наконец, есть два эксперимента, спроектированных для поиска отпечатков, оставленных первичными гравитационными волнами в реликтовом излучении (послесвечении Большого Взрыва): BICEP2 и миссия спутника Планка. Если две таких галактики сольются, дыры в их центрах также сольются и испустят гравитационные волны. Как именно будет происходить эта революция? Это как звуковой отпечаток пальца, похожий на сигнатуры распада, которые физики высоких энергий используют для идентификации субатомных частиц, рождающихся при столкновениях на Большом адронном коллайдере. Как и Алан Вайнштейн, возглавляющий LIGO в Калтехе. Обе коллаборации продолжают охоту в надежде пролить свет на раннюю историю нашей Вселенной — и, надеюсь, подтверждение ключевых прогнозов инфляционной теории. Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн в своей общей теории относительности в 1915 году, а физики обнаружили их косвенное доказательство в 70-х и 80-х. Все было настолько хорошо, что Рейтце начал опасаться, что все слишком хорошо, чтобы быть правдой. И она пока еще не работает со всей чувствительностью. Поможет ли открытие LIGO построить Звезду Смерти на следующей неделе? Понимая, как работает Вселенная, мы можем больше полагаться на свои возможности. Массивы пульсарных временных решеток особенно чувствительны к гравитационным волнам, произведенным путем слияния сверхмассивных черных дыр в миллиард или десять миллиардов раз больше массы нашего Солнца, вроде тех, что скрываются в центре самых массивных галактик. «Первое обнаружение очень важно с точки зрения фундаментальной физики, поскольку оно не только рассказывает нам о гравитации, но и открывает окошко в ту Вселенную, которая ранее была темной, — говорит Эйвери Бродерик, физик Института Периметра и Университета Ватерлоо в Канаде. И есть мнение, что она будет такой же богатой и захватывающей». Но я думаю, что столкновение двух черных дыр более вероятно». Эта теория предсказала, что вскоре после своего рождения Вселенная пережила быстрый рост, который не мог не оставить мощных гравитационных волн, оставшихся отпечатком в реликтовом излучении в форме особых световых волн (поляризации). Но множество интересных источников этих волн выдают низкие частоты. Поэтому и другие коллаборации вступят в охоту на волны с частотой, на которую не рассчитана LIGO. Теперь мы бросим первый взгляд на темную сторону. Подумайте о новых возможностях в таком ключе: каждый раз, когда астрономы смотрели на нашу Вселенную в свете определенной длины волны — рентгеновском, инфракрасном, радио, гамма — они открывали аспекты, которых раньше не видели. «LIGO видит самый конец слияния, когда пары оказываются очень близко, — говорит Мингарелли. «Мы не можем исключать гипотезу злого гения, — заявил он во время пресс-конференции в Калтехе. Мингарелли работает с коллаборацией NanoGRAV (северо-американской наногерцевой обсерваторией гравитационных волн), частью крупного международного консорциума, в который входят European Pulsar Timing Array и Parkes Pulsar Timing Array в Австралии. Теперь мы будем не только смотреть на Вселенную, но и слушать ее. LIGO станет «новым инструментом по наблюдению новой формы излучения, приходящей с небес», говорит Билл Вебер, физики Университета ди Тренто и член коллаборации LISA Pathfinder. Мы всю жизнь были глухими, но теперь нам вернули слух. И все это стало понятно по данным сразу после того, как обновленная Advanced LIGO начала работать. Пульсары это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые образуются, когда звезды массивнее Солнца взрываются и коллапсируют в себя. — Мы делаем все возможное, чтобы исключить гипотезу злого гения. Первое непрямое доказательство пришло в процессе изучения пульсаров в 1974 году, когда Джозеф Тейлор-младший и Расселл Халс обнаружили, что пульсар, вращающийся вокруг нейтронной звезды, медленно сжимается со временем — такой эффект можно было бы ожидать, если бы он преобразовывал часть своей массы в энергию в форме гравитационных волн. Это не только первое обнаружение гравитационных волн, но и также первое доказательство существования бинарных систем черных дыр. Цель LISA проста: используя лазерные интерферометры, космический аппарат попытается точно измерить относительное положение двух 1,8-дюймовых золото-платиновых кубов в состоянии свободного падения. BICEP2 заявил об обнаружении таковой в 2014 году, но оказалось, что сигнал был фальшивым (виновата космическая пыль). Волны этих сигналов близко соответствовали прогнозируемым (смотри ниже). После слияния, новообразованной черной дыре не хватило примерно 3 солнечных масс — они были извергнуты в мощном всплеске гравитационных волн. Или, возможно, это была работа злого гения. «С LIGO вы можете остановить работу инструмента, вскрыть вакуум и все починить, — говорит Скотт Хьюз из MIT. Вайнштейн сказал, что еще 12 связанных с LIGO работ будет опубликовано не сегодня завтра. На самом деле, их целый спектр, подобно тому, как бывают разные типы света, с различной длиной волны, в электромагнитном спектре. — Веками астрономы смотрели на ночное небо и думали о светлой стороне Вселенной. Он решил, что это какой-нибудь недовольный и обиженный член команды LIGO сделал пакость из мести. Даже если его коллеги заверили его, что новый сигнал не является частью «слепого вброса», Вайнштейн не поверил. Но чем лучше мы поймем гравитацию, тем шире мы будем понимать, как строить подобные вещи. Но прямое обнаружение оставалось призрачным — до сих пор. И история гравитационных волн, а также того, что они могут нам сказать, только начинается. Поэтому физики должны отправиться в космос, чтобы обнаружить их. Ключевое отличие в том, что если звуку нужна среда, в которой он путешествует, гравитационные волны движут среду — в данном случае само пространство-время. Гравитационные волны будут такими же, только будут больше похожи на звук, чем на свет. Когда заработает, ученые ожидают увидеть намного больше событий, приоткрыть окошко в механизмы работы Вселенной. И если LIGO стала первой обнаружившей, она явно не будет единственной. «Они буквально раздавливают и растягивают ткань пространства-времени», — говорит Кьяра Мингарелли, астрофизик гравитационных волн в Калтехе.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.