Главная Точные и естественные науки

Гравитационные волны выиграли премию Прорыв года

гравитационные волны
Автор Йорик

Это те самые волны, которые были доказаны спустя 100 лет после предсказания ЭйнштейнаНовинацию «Прорыв мира по физике» был присуждён команде Ligo, которая открыла гравитационные волны.

Гравитационные волны

Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Математически связаны с возмущением метрики пространства-времени и могут быть описаны как «рябь пространства-времени».

В общей теории относительности и в большинстве других современных теорий гравитации гравитационные волны порождаются движением массивных тел с переменным ускорением. Гравитационные волны свободно распространяются в пространстве со скоростью света. Ввиду относительной слабости гравитационных сил (по сравнению с прочими) эти волны имеют весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации.

Гравитационные волны предсказываются общей теорией относительности (ОТО), многими другими теориями гравитации. Впервые они были непосредственно обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории LIGO, на которых были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие, вероятно, в результате слияния двух чёрных дыр и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры Косвенные свидетельства их существования были известны с 1970-х годов — ОТО предсказывает совпадающие с наблюдениями темпы сближения тесных систем двойных звёзд за счёт потери энергии на излучение гравитационных волн. Прямая регистрация гравитационных волн и их использование для определения параметров астрофизических процессов является важной задачей современной физики и астрономии.

В рамках ОТО гравитационные волны описываются решениями уравнений Эйнштейна волнового типа, представляющими собой движущееся со скоростью света (в линейном приближении) возмущение метрики пространства-времени. Проявлением этого возмущения должно быть, в частности, периодическое изменение расстояния между двумя свободно падающими (то есть не испытывающими влияния никаких сил) пробными массами. Амплитудой h гравитационной волны является безразмерная величина — относительное изменение расстояния. Предсказываемые максимальные амплитуды гравитационных волн от астрофизических объектов (например, компактных двойных систем) и явлений (взрывов сверхновых, слияний нейтронных звёзд, захватов звёзд чёрными дырами и т. п.) при измерениях в Солнечной системе весьма малы (h=10?18—10?23). Слабая (линейная) гравитационная волна согласно общей теории относительности переносит энергию и импульс, двигается со скоростью света, является поперечной, квадрупольной и описывается двумя независимыми компонентами, расположенными под углом 45° друг к другу (имеет два направления поляризации).

Различные теории по-разному предсказывают скорость распространения гравитационных волн. В общей теории относительности она равна скорости света (в линейном приближении). В других теориях гравитации она может принимать любые значения, в том числе до бесконечности. По данным первой регистрации гравитационных волн их дисперсия оказалась совместимой с безмассовым гравитоном, а скорость оценена как равная скорости света

Первое наблюдение за гравитационными волнами было сделано 14 сентября 2015 и объявлено в феврале 2016. Во второй раз гравитационные волны были обнаружены датчиками Ligo 26 декабря 2015 и официально объявлен в июне в этом году.

Команда, состоящая из 80 институтов мира, обнаружила два отдельных явления гравитационных волн с помощью Продвинутого лазерного обсерватория гравитационных волн (Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (aLIGO)).

При этом гравитационные волны из обоих наблюдений получились из-за возможных столкновения и слияния двух чёрных дыр. Чёрные дыры, размером 36 и 29 солнечных масс соответственно, слились, чтобы сформировать вращение, черную дыру с 62 солнечными массами. Слияние произошло на расстоянии около  1,3 миллиарда световых лет.

Форма волны была обнаружена двумя датчиками в Хенфорде и Ливингстоне.

“Открытия Ligo за относительно короткий промежуток времени — невероятны.Наблюдения, которые были сделаны, являются первым прямым доказательством существования чёрных дыр. Таким образом Ligo уже изменил нашу точку зрения на вселенную», — заявила редактор Physics World Хэмиш Джонстон.

В свою очередь исполнительный директор лаборатории Ligo, добавил, что это чрезвычайно приятно, что их усилия и достижения были признаны

“Ligo открыл новое окно на космос. Мы стремимся изучить, какие новые секреты, которые вселенная раскрывает нам через гравитационные волны!», — пояснил он.

Между тем Йорик напоминает, что все наши материалы на тему гравитационных волн вы сможете найти здесь.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: wired.co.uk

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: