Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ця стаття містить правописні лексичні граматичні стилістичні або інші мовні помилки які треба виправити Ви можете допомо

Відкриття гравітаційних хвиль

Відкриття гравітаційних хвиль
Ця стаття містить правописні, лексичні, граматичні, стилістичні або інші мовні помилки, які треба виправити. Ви можете допомогти вдосконалити цю статтю, погодивши її із чинними . (серпень 2020)

11 лютого 2016 року було оголошено про експериментальне відкриття гравітаційних хвиль. 14 вересня 2015 обсерваторіями LIGO та VIRGO. Гравітаційні хвилі раніше спостерігалася лише побічно, через їх вплив на періоди пульсарів у подвійних системах. Форма сигналу, спостережена обома обсерваторіями, збігається з передбаченою загальною теорією відносності для гравітаційної хвилі, що походить зі спіралеподібного руху, злиття і завершального об'єднання двох чорних дір в одну. Сигнал отримав назву GW150914 (тобто «Gravitational Wave 2015-09-14» — «Гравітаційна хвиля 2015-09-14»). Це також було першим спостереженням процесу злиття двох чорних дір в одну і доводить, що системи подвійних чорних дір зіркової маси існують і що такі злиття могли вже трапитися.

Це перше спостереження було повідомлено у всьому світі як чудове досягнення з багатьох причин. Зусилля безпосередньо довести існування таких хвиль здійснюється впродовж уже понад п'ятдесяти років, і ці хвилі настільки мізерні, що Альберт Ейнштейн сумнівався, що їх коли-небудь вдасться виявити. Хвилі, що з'явилися внаслідок катаклізму злиття GW150914, досягли Землі як брижі в просторі-часі, які змінили довжину чотирикілометрового рукава LIGO на одну десятитисячну частку ширини протона, що є пропорційно еквівалентно зміні відстані до найближчої зірки за межами сонячної системи до ширини волоска. Енергія, яка вивільнилася під час завершальної частки секунди події, була величезною — еквівалентною приблизно трьом масам Сонця. Вона перетворилася на гравітаційні хвилі менш ніж за половину секунди і випромінювалася з піковою швидкістю близько 3,6 × 1049 Вт — рівень, що перевищує об'єднану потужність усього світла, випромінюваного усіма зірками в спостережуваній частині всесвіту.

Спостереження було проголошено як підтвердження останнього неперевіреного передбачення загальної теорії відносності, що залишилося перевірити, і як перевірка цих гіпотетичних очікувань щодо спотворення простору-часу в контексті великомасштабних космічних подій (відомі як передбачення або тести загальної теорії відносності), а також таким, що відкриває нову еру гравітаційно-хвильової астрономії. Це дає змогу досліджувати катастрофічні астрофізичні події, неспостережувані досі, а також безпосередньо спостерігати дуже ранню історію всесвіту перед тим, як спостереження на основі світла, радіо та інших електромагнітних хвиль стали б можливими.

Гравітаційні хвилі

Гравітаційні хвилі були вперше передбачені у 1916 році Альбертом Ейнштейном на основі його загальної теорії відносності. Ця теорія інтерпретує гравітацію як наслідок викривлень простору-часу, викликаних масою. Тому Ейнштейн також передбачив, що події в космосі викличуть «брижі» в просторі-часі — спотворення самого простору, що поширюватимуться назовні, однак у такому крихітному розмірі, що це буде практично неможливо помітити за допомогою будь-якої технології, передбаченої для того часу. Було також передбачено, що об'єкти, які рухаються орбітою, втрачатимуть енергію з цієї причини (унаслідок закону збереження енергії), а якась енергія виділятиметься у вигляді гравітаційних хвиль, хоча до такої міри мікроскопічно крихітних, що буде просто незначною у більшості випадків, окрім найжорстокіших або великомасштабних.

Один випадок, для якого теоретично розраховані найпомітніші гравітаційні хвилі, — це остаточні миттєвості перед злиттям двох компактних об'єктів, як-от нейтронні зірки або чорні діри. Упродовж мільйонів років подвійні нейтронні зірки і подвійні чорні діри втрачають енергію, здебільшого за рахунок слабких гравітаційних хвиль і [en] у напрямку один до одного. Близько самого завершення цього процесу два об'єкти досягнуть критичної швидкості і значна частина їхньої маси перетвориться на гравітаційну енергію в остаточній частці секунди перед їхнім злиттям. Це спричинить гравітаційні хвилі в межах досяжності наукового виявлення. Однак, перш ніж відбудеться остаточне злиття, швидкість втрати енергії може бути настільки надзвичайно повільною, що вчені також не були абсолютно впевнені, чи могли такі види злиття взагалі відбутися за час 13,8 млрд років існування Всесвіту.

В липні 2023 року, під час віртуального прес-брифінгу на 242-й зустрічі Американського астрономічного товариства, дослідниками з Північно-Західного університету (США) були представлені матеріали дослідження за результатами яких, гравітаційні хвилі можна шукати в новій, несподіваній і зовсім недослідженій області: бурхливих, енергійних коконах уламків, які оточують вмираючі масивні зірки.

Спостереження

Спостереження можуть проводитися або побічно (шляхом спостереження ефектів хвиль на далеких об'єктах, і виводячи з них ймовірну причину), або безпосередньо (шляхом виявлення і спостереження за наслідками хвиль, що діють на інструментах на Землі або на космічних апаратах, таких як LISA).

Непрямі спостереження

Непрямі свідчення гравітаційних хвиль були вперше виявлені в 1974 році через рух системи подвійної нейтронної зірки , у якій одна із зірок — це пульсар, що випромінює точно синхронізовані радіочастотні імпульси. Рассел Галс і Джозеф Тейлор, що виявили зірки, також показали, що протягом довгого часу частота імпульсів скорочується і що зірки рухаються поступово по спіралі у напрямку одна до одної із втратами енергії, що узгоджуються з передбаченою енергією, випромінюваною гравітаційними хвилями. За цю роботу Галс і Тейлор отримали у 1993 Нобелівську премію з фізики. Подальші спостереження цього пульсара та інших у кількох системах також узгоджуються із загальною теорією відносності.

Прямі спостереження (LIGO)

Прямі спостереження продовжували розчаровувати протягом багатьох десятиліть через незначний ефект, який необхідно було виявити і відділити від фону вібрації, яка присутня скрізь на Землі. Метод під назвою інтерферометрія було запропоновано в 1960-х роках і врешті-решт технологія розвинулася достатньо, щоб зробити його застосування правдоподібним.

За такого підходу лазерний промінь розщеплюється на два, і два окремі променя поєднуються знову після проходження різними шляхами. Зміни в відстані або в часі проходження для двох роздільних пучків перед досягненням точки об'єднання можна виявити як «биття», і цей метод дуже чутливий до крихітних змін у пройденій відстані або часі. У теорії інтерферометр із рукавами близько 4 км завдовжки має бути здатний виявити зміни простору-часу, незначну частину від розміру одного атома, як гравітаційну хвилю, що пройшла через Землю, хоча цей ефект неможливо виміряти жодним іншим інструментом (хіба що іншим інтерферометром такого ж розміру, як-от VIRGO, GEO 600 або запланованими детекторами INDIGO). На практиці необхідно буде мати принаймні два інтерферометри, оскільки будь-яка гравітаційна хвиля буде виявлена на них обох, але інші види перешкод, як правило, не будуть присутніми на обох, дозволяючи відрізнити шуканий сигнал від інших шумів. Цей проект був урешті-решт заснований в 1992 році під назвою LIGO («лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії»). Оригінальні інструменти (початкова LIGO) були оновлені в період з 2010 по 2015 рр. (до покращеної LIGO), даючи приблизно десятикратне збільшення щодо їхньої первісної чутливості.

LIGO використовує одночасно дві гравітаційно-хвильові обсерваторії, розташовані в 3,002 км одна від одної: обсерваторію LIGO Livingston (30° 33' 46,42" півн. ш., 90° 46' 27.27" зах. д.) у Лівінгстоні, штат Луїзіана, і обсерваторію LIGO Hanford, на місці Генфордського комплексу (46° 27' 18.52" півн. ш., 119° 24' 27.56" зах. д.) біля Річленду у штаті Вашингтон (США). Крихітні зрушення в довжині їхніх рукавів постійно порівнюють і значні шаблони, які нібито виникають синхронно, підлягають дослідженню: чи дійсно виявлено гравітаційну хвилю, чи, може, існувала яка-небудь інша причина, яка спричинила збурення.

Початкові сеанси роботи LIGO між 2002 і 2010 рр. не виявили жодних статистично значущих подій, які могли б бути підтверджені як гравітаційні хвилі. Це супроводжувалося багаторічним припиненням роботи, поки детектори замінювали на значно покращені версії «Вдосконалена LIGO». У лютому 2015 р. два вдосконалені детектори були введені в робочий режим із формальними науковими спостереженнями, запланованими на 18 вересня 2015 року.

Під час розробки і початкових спостережень LIGO було здійснено кілька «сліпих ін'єкцій» штучних сигналів гравітаційних хвиль, щоб протестувати здатність дослідників виявити такі сигнали. Щоб захистити ефективність сліпих ін'єкцій, лише чотирьом вченим LIGO повідомили, коли відбувалися такі ін'єкції, і ця інформація розкривалася тільки після того, як сигнал був ретельно проаналізований дослідниками. Однак жодних таких тестів у вересні 2015 року, коли сталася GW150914, не відбувалося.

Подія GW150914

Виявлення події

Хвиля GW150914 була виявлена детекторами LIGO в Генфорді (штат Вашингтон), і в Лівінгстоні (штат Луїзіана) (США), о 9:50:45 UTC 14 вересня 2015. Сигнал, ймовірно, прийшов з Південної небесної півкулі, в приблизному напрямку (але набагато далі) Магелланових хмар. Детектори працюють в «технічному режимі», це означає, що вони були повністю працездатними, але ще не почалася офіційна фаза «дослідження» (яка мала початися через 3 дні 18 вересня), тому спочатку виникло питання чи був сигнал реальним, чи змодельованими даними для цілей тестування, перед тим, як було зазначено, що тестів не відбувалося.

Сигнал лінійної частотної модуляції тривав більше 0,2 секунди, і збільшився в частоті і амплітуді за приблизно 8 циклів від 35 Гц до 150 Гц (сигнал належить до чутного діапазону і був описаний як схожий на «щебетання» пташок&nbsp, астрофізики всього світу схвильовано імітували сигнал на соціальних медіа, повідомляючи про його виявлення).

Тригер, що вказував на можливе виявлення, був зареєстрований протягом трьох хвилин з часу виявлення сигналу, використовуючи методи пошуку з низькою затримкою, які забезпечують швидкий, попередній аналіз даних з детекторів Трубопровід, який здійснив виявлення, виконав групу аналізів «когерентних хвильозбору» (CWB) в LIGO/VIRGO. Після початкового автоматичного оповіщення в 09:54 UTC, послідовність внутрішніх листів підтвердила, що жодної планової або позапланової ін'єкції[] не було зроблено, і що дані виглядали чистими. Після цього, інша частина співробітників була швидко ознайомлена про попереднє виявлення і його параметри.

Більш детальний статистичний аналіз сигналу, і дані за 16 днів, що охоплювали діапазон з 12 вересня по 20 жовтня 2015 року, визначили GW150914 як реальну подію, зі значимістю понад 5,1 сигма або з довірчим діапазоном понад 99,99994 % Відповідні хвильові піки були помічені в Лівінгстоні за сім мілісекунд, перш ніж вони прибули в Геннфорд. Гравітаційні хвилі поширювались зі швидкістю світла, а невідповідності узгоджувались з часом проходження світла між двома місцями. Хвилі пройшли зі швидкістю світла більш ніж за мільярд років.

Під час події детектор гравітаційних хвиль гравітаційно хвильовий детектор VIRGO поблизу Пізи (Італія) був відімкнутий через встановлення нової версії програмного забезпечення. Якби він був в робочому стані, то, швидше за все, був би достатньо чутливим, щоб також виявити сигнал та допомогти у пошуках джерела цих хвиль GEO600 (недалеко від Ганновера в Німеччині) не був достатньо чутливим, щоб виявити сигнал. Отже, жоден з цих детекторів не зміг підтвердити сигнал, виміряний детекторами LIGO.

Астрофізичне походження

Ця подія відбулася на світловій відстані 410+160
−180 мегапарсек (визначається амплітудою сигналу) або на відстані 1.3 ± 0.6 млрд світлових років, що відповідає космологічному червоному зміщенню 0.09+0.03
−0.04 (достовірний інтервал 90 %). Аналіз сигналу поряд з передбачуваним червоним зсувом дозволив припустити, що він виник в результаті злиття двох чорних дір з масами 36+5
−4 рази і 29 ± 4 рази більших за масу Сонця, з отриманою в результаті злиття єдиною чорною дірою з масою 62 ± 4 сонячних мас. Різниця у цих числах 3.0±0.5 сонячних мас була еквівалентна енергії, яка була випромінена у вигляді гравітаційних хвиль.

Протягом останніх 20 мілісекунд злиття, потужність випромінюваних гравітаційних хвиль досягло близько 3.6× 1049 Вт — в 50 разів більше, ніж енергія всього світла, випромінюваного всіма зірками в спостережуваному Всесвіті.

Протягом тривалості у 0.2 секунди виявленого сигналу, відносна тангенціальна (орбітальна) швидкість чорних дір зросла з 30 % до 60 % від швидкості світла. Орбітальна частота 75 Гц (половина гравітаційної частоти хвилі) означає, що об'єкти оберталися навколо одне одного на відстані всього 350 км перед злиттям. Фазові зміни поляризації сигналу дозволили обчислити орбітальну частоту об'єктів, а взяті разом з амплітудою і малюнком сигналу, дозволили обчислити їхню масу і, отже, їхні крайні остаточні швидкості і орбітальне відділення (відстань одне від одного), коли вони об'єднались. Ця інформація показала, що об'єкти мали були чорними дірами, тому що будь-який інший вид відомих об'єктів з цими масами були б фізично більшими, і отже, об'єднані до цього моменту, або не досягнули б таких швидкостей на такій маленькій орбіті. Максимальна спостережувана маса нейтронної зірки складається з двох сонячних мас, з консервативною верхньою межею для маси стабільної нейтронної зірки у розмірі трьох сонячних мас, дає зрозуміти, що пара нейтронних зірок не може мати достатню масу для зареєстрованого злиття (окрім екзотичних альтернатив, наприклад, гіпотетичні бозонові зірки), в той час, як пара з чорної діри і нейтронної зірки об'єдналася б раніше, що дало б більш низьку остаточну орбітальну частоту.

Розпад сигналу, після того, як він досяг піку, узгоджується зі згасаючими коливаннями чорної діри, що приймає остаточну форму об'єднаної конфігурації. Хоча спіралеподібний рух компактних подвійних зірок може бути описаний також з постньютонівських розрахунків, етап злиття сильного гравітаційного поля може бути розв'язаний тільки в повній загальності великомасштабних методів моделювання чисельної відносності.

Об'єкт, що утворився після злиття, вважається чорною дірою, що обертається, зі спіном параметром 0.67+0.05
−0.07, тобто один з 2/3 від максимально можливого моменту обертання для його маси.

Місцерозташування на небесній сфері

Інструменти для виявлення гравітаційних хвиль — це монітори цілого неба з невеликою здатністю розділяти сигнали у просторі. Потрібна мережа таких приладів, щоб визначити місцезнаходження джерела на небі через метод тріангуляції. Маючи тільки два інструменти в робочому режимі, місце розташування джерела GW150914 могло бути обмежене тільки дугою на небі. Це було зроблено за допомогою аналізу 6.9+0.5
−0.4 мсек часу затримки, разом з амплітудою і узгодженістю фаз між двома датчиками. Цей аналіз надав довірчий регіон 140 град2 (з ймовірністю 50 %) або 590 град2 (з ймовірністю 90 %), розташований в основному в Південній небесній півкулі, в грубому напрямку (але набагато далі ніж знаходяться) Магелланові Хмари.

Одночасне спостереження гамма-випромінювання

Інструмент стеження за спалахами гамма-випромінювання на орбітальній гамма-обсерваторії Фермі виявив слабкий сплеск гамма-випромінювання більш, ніж 50 кеВ, який почався на 0,4 секунди пізніше від виявлення LIGO і мав позиційну область невизначеності, що перетинається з областю спостереження LIGO. Хоча до кінця не зрозуміло, чи справді ці два спостереження походять з однієї і тої ж події або подія, виявлена обсерваторією Фермі є шумом, команда Фермі обрахувала ймовірність 0,22 %, що ці два спостереження можуть бути збігом.

Однак спостереження з використанням телескопу INTEGRAL — інструментом, що спостерігає за всім небом, показують, що кількість енергії в гамма-випромінюванні і жорсткого рентгенівського випромінюванні від цієї події була меншою, ніж одна мільйонна частка енергії, випромінюваної в вигляді гравітаційних хвиль, що означає, що «ця межа виключає можливість того, що ця подія пов'язана зі значним гамма-випромінюванням, спрямованим в бік спостерігача».

Вважалося, що злиття чорних дір такого типу, що спричинили гравітаційні хвилі, не мало б випромінювати гамма-сплески, оскільки зоряна маса подвійної чорної діри не мала б мати великої кількості орбітальної речовини. Авраам Лоеб припустив, що якщо масивна зірка швидко обертається, відцентрова сила, що створюється в процесі її розпаду, призведе до утворення обертового стрижня, який розбивається на два щільні згустки матерії з конфігурацією у формі гантелі, що формує подвійну чорну діру і, в кінці злиття зірок, цей процес запускає гамма-сплеск. Лоеб передбачає, що затримка у 0,4 секунди — це час, який знадобився гамма-сплеску, щоб перетнути зірку, у порівнянні з гравітаційними хвилями..

Подальші спостереження

Реконструйований простір, в якому мало б знаходитись джерело, був мішенню подальших спостережень, що охоплюють радіохвилі, видиме світло, ближнє інфрачервоне, рентгенівське і гамма-випромінювання поряд з пошуками відповідних нейтрино.

Пошук відповідних нейтрино було проведено телескопом ANTARES і обсерваторією IceCube Neutrino. Телескопом ANTARES не виявлено кандидатів нейтрино в межах ± 500 секунд від події GW150914. Обсерваторією IceCube виявлено три кандидатури нейтрино в межах ±500 секунд від події GW150914. Одна подія була виявлена в південному небі і дві в північному небі. Це узгоджувалося з очікуваним рівнем фонового виявлення. Жоден з кандидатів не був сумісним з 90 % площі достовірності простору події злиття.. Хоча жодних нейтрино не було виявлено, відсутність таких спостережень задала обмеження на нейтринне випромінювання від цього виду події гравітаційних хвиль.

Спостереження космічним апаратом Swift призначеному для виявлення гамма-сплесків у сусідніх галактиках в області виявлення, через два дні після події, не виявили будь-яких нових рентгенівських променів, видимого світла або джерел ультрафіолету .

Оголошення

Анонс виявлення зроблено 11 лютого 2016 року на прес-конференції у Вашингтоні, округ Колумбія, [en], виконавчим директором LIGO, включаючи інших представників LIGO — Ґабріелу Ґонзалес,Рейнера Вейса і Кіпа Торна і директора Національного наукового фонду Френс Кордову.

Документ первинного оголошення був опублікований під час прес-конференції у журналі Physical Review Letters, з подальшими документами або опублікованими незабаром або відразу доступними у вигляді препринтів. Відразу після прес-конференції, Беррі Беріш презентував наукові результати спільноті фізиків в CERNі в Женеві (Швейцарія).

Наслідки

Для астрофізики і космології

Очікування для виявлення майбутніх бінарного злиття подій

Advanced LIGO прогнозується виявити ще п'ять чорних дір злиттів як GW150914 в своїй наступній кампанії спостережень, а потім 40 подвійних зоряних злиття щороку, на додаток до невідомої кількості екзотичних гравітаційних джерел хвиль, деякі з яких не може бути розгадані сучасною теорією.

Плановані поновлення, як очікується, подвоїти відношення сигнал-шум, розширення обсягу простору, в якому події, як GW150914 може бути виявлений в десять разів. Крім того, Advanced Діва, KAGRA, а можливо третій детектор LIGO в Індії буде розширити мережу і значно поліпшити реконструкцію позиції і оцінювання параметрів джерел.

Evolved лазерний інтерферометр космічної антени (ELISA) є запропонована на основі космічних спостережень місії для виявлення гравітаційних хвиль. З пропонованих діапазоном чутливості ІФА, зливаються подвійні як GW150914 можна буде виявити близько 1000 років, перш ніж вони зливаються, забезпечуючи для класу раніше невідомих джерел для цієї обсерваторії, якщо вони існують протягом приблизно 10 мегапарсек.  LISA Pathfinder, місія розвиток технологій ELISA, був запущений в грудні 2015 року.

Уроки для зоряної еволюції і астрофізики

Маси двох до злиття чорних дір надати інформацію про зоряної еволюції. Обидві чорні діри були більш масивними, ніж раніше виявили зоряної маси чорних дір, які були виведені з рентгенівських подвійних спостережень. Це означає, що зоряний вітер від їх попередників зірок мало відносно слабким, і, отже, про те, що вмістом металів (масова частка хімічних елементів важче водню і гелію) повинні були нижче, ніж приблизно половину сонячного значення.

Той факт, що до злиття чорних дір були присутні в подвійній зоряній системі, а також той факт, що система була досить компактний, щоб об'єднати в віці Всесвіту, обмежень або еволюції подвійних зірок або динамічних сценаріїв формування, в залежності від того, наскільки була утворена чорна діра двійковий. Значне число чорних дір повинні отримати низькі внутрішньоутробні ногами (швидкість в чорному прибутку отвір в його формуванні у випадку з колапсом ядра наднової), інакше бінарні, в якому формування чорної діри наднової має місце буде порушений, і чорні діри в кулясті скупчення перевищить швидкість тікання кластера, і викидається перш ніж він зможе сформувати двійковий через динамічного взаємодії. Виживання через загальну оболонку фаз високих оборотах в масивних зірках попередників може бути необхідним. Більшість з останніх прогнозів моделі чорної діри дотримуватися цих додаткових обмежень.

Відкриття найбільшого злиття разі збільшує нижню межу швидкості таких подій, і виключає певні теоретичні моделі, передбачені дуже низькі ставки в розмірі менше 1 PC-3 рік-1 (одна подія на кубічний мегапарсек в рік). Аналіз призводило до зниження попередню верхню частоту обмеження на такі події, як GW150914 від ~ 140 GPC-3yr-1 до 17 + 39 -13 GPC-3yr-1.

Вплив на майбутні космічні спостереження

Спостереження обставляється як відкриваємо нову еру гравітаційно-хвильової астрономії. До цього виявлення, астрофізики і космологи змогли зробити зауваження засновані на електромагнітному випромінюванні (в тому числі видиме світло, рентгенівські промені, мікрохвилі, радіохвилі) і частинкоподібних потоків (космічних променів, зіркових вітрів, нейтрино тощо). Вони мають суттєві обмеження — легкий і інших випромінювань не може випромінюватися з багатьох видів об'єкта або особи, а також може бути прихована або приховано за іншими об'єктами. Такі об'єкти, як галактики і туманності також можуть поглинати, перевипромінювати або модифікувати світло, що генерується в межах або за ними, і компактні зірки або екзотичні зірки може містити матеріал, який є темним і радіо-мовчання, і в результаті ми маємо мало свідчень їх присутність крім як через їх гравітаційних взаємодій.

Масштаби цього «темної Всесвіту» дуже сильно — наприклад, навіть сьогодні навколо п'яти шостих (83 %) матерії у Всесвіті, як вважають, «темна матерія», і це питання не може бути задовільно спостерігалося або його природа визначені на нині, так як він не взаємодіє з електромагнітним випромінюванням, ні виробляти інші відомі частинки. Єдиний спосіб косметологи знають, що повинні існувати через його гравітаційних взаємодій — простіше кажучи, більшість галактик містять занадто мало видиму матерію, щоб тримати себе разом, так що вони повинні містити велику кількість «темної» матерії, що ми не в змозі виявити.

Як і сучасний Всесвіт, весь ранній Всесвіт був непрозорим, оскільки був період, коли космос був настільки енергійним, що він був "непрозорим", як зараз.

Здатність виявляти гравітаційні хвилі, додає новий вимір до самого спостереження. На відміну від світла, сила тяжіння може подорожувати в просторі на величезні проміжки часу і відстані, а матерія, яка не випромінює світло все ще може створювати гравітаційний ефект. Непрозорість зачіпаючи ранньому Всесвіті, здається, не може вплинути на гравітаційні хвилі з цього часу (якщо вони здатні бути виявленим) дозволяє вікно для спостереження космосу до самої ранньої часу, що ми в даний час можна переглянути. Гравітаційні хвилі також виставлені в космологічних подій, які можуть не виробляють світло або інше електромагнітне випромінювання, або де світло буде занадто спотворений — чорних дірок злиттів, що є одним з таких прикладів. Небесної тому, як вважають, дозволить зондування насильницьких астрофізичних подій спостережених досі, а також безпосереднього спостереження темної Всесвіту і самій ранній історії Всесвіту до спостереження на основі світла, радіо та інших електромагнітних хвиль стало можливим.

Для фундаментальної фізики

Тести ЗТВ

Передбачувані фундаментальні властивості, маси і спина, пост-злиття чорної діри були сумісні з тими, з двох до злиття чорних дір, слідуючи прогнозам ЗТВ. Це перше передбачення загальної теорії відносності в режимі дуже сильного поля. Ніякі докази не можуть бути встановлені стосовно прогнозів ЗТВ.

Можливість була обмежена в цьому сигналі, щоб досліджувати більш складні складові загальної теорії відносності взаємодії, такі як хвости, вироблені взаємодією між гравітаційною хвилею і зігнутого тла простору-часу. Хоча помірно сильним сигналом, це значно менше, ніж при двохпульсарних системах. Слід сподіватися, що в майбутньому сильні сигнали, в поєднанні з більш чутливим детектором, можуть бути використані для вивчення складних взаємодій гравітаційних хвиль, а також для поліпшення обмеження на відхилення від ЗТВ.

Гравітація та її стосунок до інших основ Всесвіту

В даний час гравітація розуміється за допомогою теорії, наприклад ЗТВ, окремо від інших аспектів фізичного космосу, які, як правило, моделюються за допомогою стандартної моделі (на основі квантових полів). Спостереження гравітаційних хвиль може бути в змозі запропонувати, як подолати цей фундаментальний пробіл в нашому розумінні Всесвіту.

Жорсткіше обмеження на можливу масу гравітона

Див. також: Гравітація з масивним гравітоном

Гравітон це гіпотетична елементарна частинка, пов'язана з гравітацією, і буде безмасовою якщо, як видається, гравітація має нескінченний діапазон (чим масивніший калібрувальний бозон, тим коротше цей діапазон пов'язаної сили, так нескінченний діапазон світла є результатом відсутності фотона маси; припускаючи, що гравітон дійсно калібрувальний бозон майбутнього квантової теорії гравітації, нескінченний діапазон тяжкості означає, що передбачуваний гравітон також можна було б очікувати, щоб бути безмасовим). Спостереження з Inspiral трохи поліпшити (нижчий) верхня межа на масу Гравітон до 2,16 × 10-58 кг (що відповідає 1,2 × 10-22 еВ / c2 або довжин хвиль Комптонівська більше 1013 км, приблизно 1 світла річний).

Також

Посилання

  1. Abbott, Benjamin P. (2016). . Phys. Rev. Lett. 116 (6): 061102. arXiv:1602.03837. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102. Архів оригіналу за 25 жовтня 2019. Процитовано 17 лютого 2016. {{}}: Проігноровано невідомий параметр |collaboration= (); Проігноровано невідомий параметр |lay-summary= ()
  2. Castelvecchi, Davide; Witze, Alexandra (11 лютого 2016). . Nature News. doi:10.1038/nature.2016.19361. Архів оригіналу за 24 грудня 2018. Процитовано 11 лютого 2016.
  3. The Editorial Board (16 лютого 2016). . New York Times. Архів оригіналу за 24 грудня 2018. Процитовано 16 лютого 2016.
  4. . BBC News. 11 лютого 2016. Архів оригіналу за 15 лютого 2016. Процитовано 17 лютого 2016.
  5. Naeye, Robert (11 February 2016).
  6. Pais, Abraham (1982), «The New Dynamics, section 15d: Gravitational Waves», Subtle is the Lord: The science and the life of Albert Einstein, Oxford University Press, p. 278-281, ISBN 978-0-19-853907-0 
  7. Blum, Alexander; Lalli, Roberto; Renn, Jürgen (12 February 2016).
  8. LIGO press conference 11 February 2016
  9. Harwood, W. (11 February 2016).
  10. Drake, Nadia (11 February 2016).
  11. Abbott, Benjamin P.; et al.
  12. Abbott, Benjamin P.; et al.
  13. . Архів оригіналу за 6 березня 2016. Процитовано 17 лютого 2016.
  14. [1] [ 12 лютого 2016 у Wayback Machine.] - "With gravitational waves, we do expect eventually to see the Big Bang itself"
  15. Einstein, A (June 1916).
  16. Einstein, A (1918). «Über Gravitationswellen» [ 24 грудня 2018 у Wayback Machine.].
  17. Einstein, Albert (1916), , Annalen der Physik 49: 769—822, Bibcode: 1916AnP…354..769E [ 17 січня 2016 у Wayback Machine.], doi:10.1002/andp.19163540702, archived from the original [ 29 серпня 2006 у Wayback Machine.] (PDF) on 29 August 2006, retrieved 14 February 2016 
  18. Schutz, Bernard (31 May 2009). "9.
  19. Виявлено нове джерело гравітаційних хвиль. 22.07.2023
  20. Staats, Kai; Cavaglia, Marco; Kandhasamy, Shivaraj (8 August 2015)
  21. Weisberg, J. M.; Taylor, J. H.; Fowler, L. A. (October 1981).
  22. Weisberg, J. M.; Nice, D. J.; Taylor, J. H. (2010)
  23. «Press Release: The Nobel Prize in Physics 1993» [ 14 лютого 2016 у Wayback Machine.]
  24. Stairs, Ingrid H. «Testing General Relativity with Pulsar Timing»
  25. LIGO Scientific Collaboration — FAQ; section: «Do we expect LIGO's advanced detectors to make a discovery, then?» and «What's so different about LIGO's advanced detectors?» [ 23 грудня 2019 у Wayback Machine.], retrieved 16 February 2016 
  26. «Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO» [ 26 грудня 2018 у Wayback Machine.]
  27. «LIGO Hanford's H1 Achieves Two-Hour Full Lock» [ 22 вересня 2015 у Wayback Machine.].
  28. Abbott, Benjamin P.; et al.
  29. Cho, Adrian (11 February 2016).
  30. . Nature. 12 січня 2016. Архів оригіналу за 12 січня 2016. Процитовано 11 лютого 2016.
  31. Roston, Michael (11 February 2016).
  32. Strom, Marcus (12 February 2016)
  33. Drake, Nadia (12 February 2016)
  34. Twilley, Nicola (11 February 2016).
  35. Sarah Scoles (11 February 2016)
  36. Billings, Lee (12 February 2016).
  37. Abbott, Benjamin P. (11 лютого 2016). Properties of the binary black hole merger GW150914. arXiv:1602.03840. {{}}: Проігноровано невідомий параметр |collaboration= ()
  38. Knapton, Sarah (11 February 2016)
  39. Luc Blanchet (2014)
  40. Blanchet, Luc; et al. (2010)
  41. «Why Numerical Relativity?» [ 27 березня 2016 у Wayback Machine.]
  42. . . 11 лютого 2016. Архів оригіналу за 16 лютого 2016. Процитовано 12 лютого 2016.
  43. Connaughton, Valerie та ін. (16 February 2016). . ArXiv. Архів оригіналу за 7 листопада 2016. Процитовано 19 February 2016.
  44. Savchenko, V.; Ferrigno, C.; Mereghetti, S. та ін. INTEGRAL upper limits on gamma-ray emission associated with the gravitational wave event GW150914. ApJL (submitted). arXiv:1602.04180. {{}}: |access-date= вимагає |url= (); Явне використання «та ін.» у: |last4= ()
  45. Loeb, Abraham (16 лютого 2016). Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO. ApJL. arXiv:1602.04735. {{}}: |access-date= вимагає |url= ()
  46. Woo, Marcus (16 лютого 2016). . New Scientist. Архів оригіналу за 5 січня 2021. Процитовано 17 February 2016.
  47. Gough, Evan (18 лютого 2016). . Universe Today. Архів оригіналу за 20 лютого 2016. Процитовано 19 лютого 2016.
  48. "High-energy Neutrino follow-up search of Gravitational Wave Event GW150914 with ANTARES and IceCube" [ 15 лютого 2016 у Wayback Machine.].
  49. Swift follow-up of the Gravitational Wave source GW150914. MNRAS Letters (submitted). arXiv:1602.03868.
  50. «LIGO Open Science Center» [ 31 березня 2016 у Wayback Machine.]. losc.ligo.org
  51. (11 лютого 2016). . CERN document server (Webcast). CERN Colloquium. Архів оригіналу за 12 жовтня 2017. Процитовано 6 березня 2016.
  52. . 10 лютого 2016. arXiv:1602.03842. Архів оригіналу за 16 лютого 2016. Процитовано 17 лютого 2016.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Cya stattya mistit pravopisni leksichni gramatichni stilistichni abo inshi movni pomilki yaki treba vipraviti Vi mozhete dopomogti vdoskonaliti cyu stattyu pogodivshi yiyi iz chinnimi movnimi standartami serpen 2020 11 lyutogo 2016 roku bulo ogolosheno pro eksperimentalne vidkrittya gravitacijnih hvil 14 veresnya 2015 observatoriyami LIGO ta VIRGO Gravitacijni hvili ranishe sposterigalasya lishe pobichno cherez yih vpliv na periodi pulsariv u podvijnih sistemah Forma signalu sposterezhena oboma observatoriyami zbigayetsya z peredbachenoyu zagalnoyu teoriyeyu vidnosnosti dlya gravitacijnoyi hvili sho pohodit zi spiralepodibnogo ruhu zlittya i zavershalnogo ob yednannya dvoh chornih dir v odnu Signal otrimav nazvu GW150914 tobto Gravitational Wave 2015 09 14 Gravitacijna hvilya 2015 09 14 Ce takozh bulo pershim sposterezhennyam procesu zlittya dvoh chornih dir v odnu i dovodit sho sistemi podvijnih chornih dir zirkovoyi masi isnuyut i sho taki zlittya mogli vzhe trapitisya Ce pershe sposterezhennya bulo povidomleno u vsomu sviti yak chudove dosyagnennya z bagatoh prichin Zusillya bezposeredno dovesti isnuvannya takih hvil zdijsnyuyetsya vprodovzh uzhe ponad p yatdesyati rokiv i ci hvili nastilki mizerni sho Albert Ejnshtejn sumnivavsya sho yih koli nebud vdastsya viyaviti Hvili sho z yavilisya vnaslidok kataklizmu zlittya GW150914 dosyagli Zemli yak brizhi v prostori chasi yaki zminili dovzhinu chotirikilometrovogo rukava LIGO na odnu desyatitisyachnu chastku shirini protona sho ye proporcijno ekvivalentno zmini vidstani do najblizhchoyi zirki za mezhami sonyachnoyi sistemi do shirini voloska Energiya yaka vivilnilasya pid chas zavershalnoyi chastki sekundi podiyi bula velicheznoyu ekvivalentnoyu priblizno trom masam Soncya Vona peretvorilasya na gravitacijni hvili mensh nizh za polovinu sekundi i viprominyuvalasya z pikovoyu shvidkistyu blizko 3 6 1049 Vt riven sho perevishuye ob yednanu potuzhnist usogo svitla viprominyuvanogo usima zirkami v sposterezhuvanij chastini vsesvitu Sposterezhennya bulo progolosheno yak pidtverdzhennya ostannogo neperevirenogo peredbachennya zagalnoyi teoriyi vidnosnosti sho zalishilosya pereviriti i yak perevirka cih gipotetichnih ochikuvan shodo spotvorennya prostoru chasu v konteksti velikomasshtabnih kosmichnih podij vidomi yak peredbachennya abo testi zagalnoyi teoriyi vidnosnosti a takozh takim sho vidkrivaye novu eru gravitacijno hvilovoyi astronomiyi Ce daye zmogu doslidzhuvati katastrofichni astrofizichni podiyi nesposterezhuvani dosi a takozh bezposeredno sposterigati duzhe rannyu istoriyu vsesvitu pered tim yak sposterezhennya na osnovi svitla radio ta inshih elektromagnitnih hvil stali b mozhlivimi Gravitacijni hviliGravitacijni hvili buli vpershe peredbacheni u 1916 roci Albertom Ejnshtejnom na osnovi jogo zagalnoyi teoriyi vidnosnosti Cya teoriya interpretuye gravitaciyu yak naslidok vikrivlen prostoru chasu viklikanih masoyu Tomu Ejnshtejn takozh peredbachiv sho podiyi v kosmosi viklichut brizhi v prostori chasi spotvorennya samogo prostoru sho poshiryuvatimutsya nazovni odnak u takomu krihitnomu rozmiri sho ce bude praktichno nemozhlivo pomititi za dopomogoyu bud yakoyi tehnologiyi peredbachenoyi dlya togo chasu Bulo takozh peredbacheno sho ob yekti yaki ruhayutsya orbitoyu vtrachatimut energiyu z ciyeyi prichini unaslidok zakonu zberezhennya energiyi a yakas energiya vidilyatimetsya u viglyadi gravitacijnih hvil hocha do takoyi miri mikroskopichno krihitnih sho bude prosto neznachnoyu u bilshosti vipadkiv okrim najzhorstokishih abo velikomasshtabnih Odin vipadok dlya yakogo teoretichno rozrahovani najpomitnishi gravitacijni hvili ce ostatochni mittyevosti pered zlittyam dvoh kompaktnih ob yektiv yak ot nejtronni zirki abo chorni diri Uprodovzh miljoniv rokiv podvijni nejtronni zirki i podvijni chorni diri vtrachayut energiyu zdebilshogo za rahunok slabkih gravitacijnih hvil i en u napryamku odin do odnogo Blizko samogo zavershennya cogo procesu dva ob yekti dosyagnut kritichnoyi shvidkosti i znachna chastina yihnoyi masi peretvoritsya na gravitacijnu energiyu v ostatochnij chastci sekundi pered yihnim zlittyam Ce sprichinit gravitacijni hvili v mezhah dosyazhnosti naukovogo viyavlennya Odnak persh nizh vidbudetsya ostatochne zlittya shvidkist vtrati energiyi mozhe buti nastilki nadzvichajno povilnoyu sho vcheni takozh ne buli absolyutno vpevneni chi mogli taki vidi zlittya vzagali vidbutisya za chas 13 8 mlrd rokiv isnuvannya Vsesvitu V lipni 2023 roku pid chas virtualnogo pres brifingu na 242 j zustrichi Amerikanskogo astronomichnogo tovaristva doslidnikami z Pivnichno Zahidnogo universitetu SShA buli predstavleni materiali doslidzhennya za rezultatami yakih gravitacijni hvili mozhna shukati v novij nespodivanij i zovsim nedoslidzhenij oblasti burhlivih energijnih kokonah ulamkiv yaki otochuyut vmirayuchi masivni zirki SposterezhennyaSposterezhennya mozhut provoditisya abo pobichno shlyahom sposterezhennya efektiv hvil na dalekih ob yektah i vivodyachi z nih jmovirnu prichinu abo bezposeredno shlyahom viyavlennya i sposterezhennya za naslidkami hvil sho diyut na instrumentah na Zemli abo na kosmichnih aparatah takih yak LISA Nepryami sposterezhennya Nepryami svidchennya gravitacijnih hvil buli vpershe viyavleni v 1974 roci cherez ruh sistemi podvijnoyi nejtronnoyi zirki PSR B1913 16 u yakij odna iz zirok ce pulsar sho viprominyuye tochno sinhronizovani radiochastotni impulsi Rassel Gals i Dzhozef Tejlor sho viyavili zirki takozh pokazali sho protyagom dovgogo chasu chastota impulsiv skorochuyetsya i sho zirki ruhayutsya postupovo po spirali u napryamku odna do odnoyi iz vtratami energiyi sho uzgodzhuyutsya z peredbachenoyu energiyeyu viprominyuvanoyu gravitacijnimi hvilyami Za cyu robotu Gals i Tejlor otrimali u 1993 Nobelivsku premiyu z fiziki Podalshi sposterezhennya cogo pulsara ta inshih u kilkoh sistemah takozh uzgodzhuyutsya iz zagalnoyu teoriyeyu vidnosnosti Pryami sposterezhennya LIGO Pryami sposterezhennya prodovzhuvali rozcharovuvati protyagom bagatoh desyatilit cherez neznachnij efekt yakij neobhidno bulo viyaviti i viddiliti vid fonu vibraciyi yaka prisutnya skriz na Zemli Metod pid nazvoyu interferometriya bulo zaproponovano v 1960 h rokah i vreshti resht tehnologiya rozvinulasya dostatno shob zrobiti jogo zastosuvannya pravdopodibnim Za takogo pidhodu lazernij promin rozsheplyuyetsya na dva i dva okremi promenya poyednuyutsya znovu pislya prohodzhennya riznimi shlyahami Zmini v vidstani abo v chasi prohodzhennya dlya dvoh rozdilnih puchkiv pered dosyagnennyam tochki ob yednannya mozhna viyaviti yak bittya i cej metod duzhe chutlivij do krihitnih zmin u projdenij vidstani abo chasi U teoriyi interferometr iz rukavami blizko 4 km zavdovzhki maye buti zdatnij viyaviti zmini prostoru chasu neznachnu chastinu vid rozmiru odnogo atoma yak gravitacijnu hvilyu sho projshla cherez Zemlyu hocha cej efekt nemozhlivo vimiryati zhodnim inshim instrumentom hiba sho inshim interferometrom takogo zh rozmiru yak ot VIRGO GEO 600 abo zaplanovanimi detektorami INDIGO Na praktici neobhidno bude mati prinajmni dva interferometri oskilki bud yaka gravitacijna hvilya bude viyavlena na nih oboh ale inshi vidi pereshkod yak pravilo ne budut prisutnimi na oboh dozvolyayuchi vidrizniti shukanij signal vid inshih shumiv Cej proekt buv ureshti resht zasnovanij v 1992 roci pid nazvoyu LIGO lazernij interferometr gravitacijno hvilovoyi observatoriyi Originalni instrumenti pochatkova LIGO buli onovleni v period z 2010 po 2015 rr do pokrashenoyi LIGO dayuchi priblizno desyatikratne zbilshennya shodo yihnoyi pervisnoyi chutlivosti LIGO vikoristovuye odnochasno dvi gravitacijno hvilovi observatoriyi roztashovani v 3 002 km odna vid odnoyi observatoriyu LIGO Livingston 30 33 46 42 pivn sh 90 46 27 27 zah d u Livingstoni shtat Luyiziana i observatoriyu LIGO Hanford na misci Genfordskogo kompleksu 46 27 18 52 pivn sh 119 24 27 56 zah d bilya Richlendu u shtati Vashington SShA Krihitni zrushennya v dovzhini yihnih rukaviv postijno porivnyuyut i znachni shabloni yaki nibito vinikayut sinhronno pidlyagayut doslidzhennyu chi dijsno viyavleno gravitacijnu hvilyu chi mozhe isnuvala yaka nebud insha prichina yaka sprichinila zburennya Pochatkovi seansi roboti LIGO mizh 2002 i 2010 rr ne viyavili zhodnih statistichno znachushih podij yaki mogli b buti pidtverdzheni yak gravitacijni hvili Ce suprovodzhuvalosya bagatorichnim pripinennyam roboti poki detektori zaminyuvali na znachno pokrasheni versiyi Vdoskonalena LIGO U lyutomu 2015 r dva vdoskonaleni detektori buli vvedeni v robochij rezhim iz formalnimi naukovimi sposterezhennyami zaplanovanimi na 18 veresnya 2015 roku Pid chas rozrobki i pochatkovih sposterezhen LIGO bulo zdijsneno kilka slipih in yekcij shtuchnih signaliv gravitacijnih hvil shob protestuvati zdatnist doslidnikiv viyaviti taki signali Shob zahistiti efektivnist slipih in yekcij lishe chotirom vchenim LIGO povidomili koli vidbuvalisya taki in yekciyi i cya informaciya rozkrivalasya tilki pislya togo yak signal buv retelno proanalizovanij doslidnikami Odnak zhodnih takih testiv u veresni 2015 roku koli stalasya GW150914 ne vidbuvalosya Podiya GW150914Viyavlennya podiyi Hvilya GW150914 bula viyavlena detektorami LIGO v Genfordi shtat Vashington i v Livingstoni shtat Luyiziana SShA o 9 50 45 UTC 14 veresnya 2015 Signal jmovirno prijshov z Pivdennoyi nebesnoyi pivkuli v pribliznomu napryamku ale nabagato dali Magellanovih hmar Detektori pracyuyut v tehnichnomu rezhimi ce oznachaye sho voni buli povnistyu pracezdatnimi ale she ne pochalasya oficijna faza doslidzhennya yaka mala pochatisya cherez 3 dni 18 veresnya tomu spochatku viniklo pitannya chi buv signal realnim chi zmodelovanimi danimi dlya cilej testuvannya pered tim yak bulo zaznacheno sho testiv ne vidbuvalosya Signal linijnoyi chastotnoyi modulyaciyi trivav bilshe 0 2 sekundi i zbilshivsya v chastoti i amplitudi za priblizno 8 cikliv vid 35 Gc do 150 Gc signal nalezhit do chutnogo diapazonu i buv opisanij yak shozhij na shebetannya ptashok amp nbsp astrofiziki vsogo svitu shvilovano imituvali signal na socialnih media povidomlyayuchi pro jogo viyavlennya Triger sho vkazuvav na mozhlive viyavlennya buv zareyestrovanij protyagom troh hvilin z chasu viyavlennya signalu vikoristovuyuchi metodi poshuku z nizkoyu zatrimkoyu yaki zabezpechuyut shvidkij poperednij analiz danih z detektoriv Truboprovid yakij zdijsniv viyavlennya vikonav grupu analiziv kogerentnih hvilozboru CWB v LIGO VIRGO Pislya pochatkovogo avtomatichnogo opovishennya v 09 54 UTC poslidovnist vnutrishnih listiv pidtverdila sho zhodnoyi planovoyi abo pozaplanovoyi in yekciyi kudi ne bulo zrobleno i sho dani viglyadali chistimi Pislya cogo insha chastina spivrobitnikiv bula shvidko oznajomlena pro poperednye viyavlennya i jogo parametri Bilsh detalnij statistichnij analiz signalu i dani za 16 dniv sho ohoplyuvali diapazon z 12 veresnya po 20 zhovtnya 2015 roku viznachili GW150914 yak realnu podiyu zi znachimistyu ponad 5 1 sigma abo z dovirchim diapazonom ponad 99 99994 Vidpovidni hvilovi piki buli pomicheni v Livingstoni za sim milisekund persh nizh voni pribuli v Gennford Gravitacijni hvili poshiryuvalis zi shvidkistyu svitla a nevidpovidnosti uzgodzhuvalis z chasom prohodzhennya svitla mizh dvoma miscyami Hvili projshli zi shvidkistyu svitla bilsh nizh za milyard rokiv Pid chas podiyi detektor gravitacijnih hvil gravitacijno hvilovij detektor VIRGO poblizu Pizi Italiya buv vidimknutij cherez vstanovlennya novoyi versiyi programnogo zabezpechennya Yakbi vin buv v robochomu stani to shvidshe za vse buv bi dostatno chutlivim shob takozh viyaviti signal ta dopomogti u poshukah dzherela cih hvil GEO600 nedaleko vid Gannovera v Nimechchini ne buv dostatno chutlivim shob viyaviti signal Otzhe zhoden z cih detektoriv ne zmig pidtverditi signal vimiryanij detektorami LIGO Astrofizichne pohodzhennya Cya podiya vidbulasya na svitlovij vidstani 410 160 180 megaparsek viznachayetsya amplitudoyu signalu abo na vidstani 1 3 0 6 mlrd svitlovih rokiv sho vidpovidaye kosmologichnomu chervonomu zmishennyu 0 09 0 03 0 04 dostovirnij interval 90 Analiz signalu poryad z peredbachuvanim chervonim zsuvom dozvoliv pripustiti sho vin vinik v rezultati zlittya dvoh chornih dir z masami 36 5 4 razi i 29 4 razi bilshih za masu Soncya z otrimanoyu v rezultati zlittya yedinoyu chornoyu diroyu z masoyu 62 4 sonyachnih mas Riznicya u cih chislah 3 0 0 5 sonyachnih mas bula ekvivalentna energiyi yaka bula viprominena u viglyadi gravitacijnih hvil Protyagom ostannih 20 milisekund zlittya potuzhnist viprominyuvanih gravitacijnih hvil dosyaglo blizko 3 6 1049 Vt v 50 raziv bilshe nizh energiya vsogo svitla viprominyuvanogo vsima zirkami v sposterezhuvanomu Vsesviti Protyagom trivalosti u 0 2 sekundi viyavlenogo signalu vidnosna tangencialna orbitalna shvidkist chornih dir zrosla z 30 do 60 vid shvidkosti svitla Orbitalna chastota 75 Gc polovina gravitacijnoyi chastoti hvili oznachaye sho ob yekti obertalisya navkolo odne odnogo na vidstani vsogo 350 km pered zlittyam Fazovi zmini polyarizaciyi signalu dozvolili obchisliti orbitalnu chastotu ob yektiv a vzyati razom z amplitudoyu i malyunkom signalu dozvolili obchisliti yihnyu masu i otzhe yihni krajni ostatochni shvidkosti i orbitalne viddilennya vidstan odne vid odnogo koli voni ob yednalis Cya informaciya pokazala sho ob yekti mali buli chornimi dirami tomu sho bud yakij inshij vid vidomih ob yektiv z cimi masami buli b fizichno bilshimi i otzhe ob yednani do cogo momentu abo ne dosyagnuli b takih shvidkostej na takij malenkij orbiti Maksimalna sposterezhuvana masa nejtronnoyi zirki skladayetsya z dvoh sonyachnih mas z konservativnoyu verhnoyu mezheyu dlya masi stabilnoyi nejtronnoyi zirki u rozmiri troh sonyachnih mas daye zrozumiti sho para nejtronnih zirok ne mozhe mati dostatnyu masu dlya zareyestrovanogo zlittya okrim ekzotichnih alternativ napriklad gipotetichni bozonovi zirki v toj chas yak para z chornoyi diri i nejtronnoyi zirki ob yednalasya b ranishe sho dalo b bilsh nizku ostatochnu orbitalnu chastotu Rozpad signalu pislya togo yak vin dosyag piku uzgodzhuyetsya zi zgasayuchimi kolivannyami chornoyi diri sho prijmaye ostatochnu formu ob yednanoyi konfiguraciyi Hocha spiralepodibnij ruh kompaktnih podvijnih zirok mozhe buti opisanij takozh z postnyutonivskih rozrahunkiv etap zlittya silnogo gravitacijnogo polya mozhe buti rozv yazanij tilki v povnij zagalnosti velikomasshtabnih metodiv modelyuvannya chiselnoyi vidnosnosti Ob yekt sho utvorivsya pislya zlittya vvazhayetsya chornoyu diroyu sho obertayetsya zi spinom parametrom 0 67 0 05 0 07 tobto odin z 2 3 vid maksimalno mozhlivogo momentu obertannya dlya jogo masi Misceroztashuvannya na nebesnij sferi Instrumenti dlya viyavlennya gravitacijnih hvil ce monitori cilogo neba z nevelikoyu zdatnistyu rozdilyati signali u prostori Potribna merezha takih priladiv shob viznachiti misceznahodzhennya dzherela na nebi cherez metod triangulyaciyi Mayuchi tilki dva instrumenti v robochomu rezhimi misce roztashuvannya dzherela GW150914 moglo buti obmezhene tilki dugoyu na nebi Ce bulo zrobleno za dopomogoyu analizu 6 9 0 5 0 4 msek chasu zatrimki razom z amplitudoyu i uzgodzhenistyu faz mizh dvoma datchikami Cej analiz nadav dovirchij region 140 grad2 z jmovirnistyu 50 abo 590 grad2 z jmovirnistyu 90 roztashovanij v osnovnomu v Pivdennij nebesnij pivkuli v grubomu napryamku ale nabagato dali nizh znahodyatsya Magellanovi Hmari Odnochasne sposterezhennya gamma viprominyuvannya Instrument stezhennya za spalahami gamma viprominyuvannya na orbitalnij gamma observatoriyi Fermi viyaviv slabkij splesk gamma viprominyuvannya bilsh nizh 50 keV yakij pochavsya na 0 4 sekundi piznishe vid viyavlennya LIGO i mav pozicijnu oblast neviznachenosti sho peretinayetsya z oblastyu sposterezhennya LIGO Hocha do kincya ne zrozumilo chi spravdi ci dva sposterezhennya pohodyat z odniyeyi i toyi zh podiyi abo podiya viyavlena observatoriyeyu Fermi ye shumom komanda Fermi obrahuvala jmovirnist 0 22 sho ci dva sposterezhennya mozhut buti zbigom Odnak sposterezhennya z vikoristannyam teleskopu INTEGRAL instrumentom sho sposterigaye za vsim nebom pokazuyut sho kilkist energiyi v gamma viprominyuvanni i zhorstkogo rentgenivskogo viprominyuvanni vid ciyeyi podiyi bula menshoyu nizh odna miljonna chastka energiyi viprominyuvanoyi v viglyadi gravitacijnih hvil sho oznachaye sho cya mezha viklyuchaye mozhlivist togo sho cya podiya pov yazana zi znachnim gamma viprominyuvannyam spryamovanim v bik sposterigacha Vvazhalosya sho zlittya chornih dir takogo tipu sho sprichinili gravitacijni hvili ne malo b viprominyuvati gamma spleski oskilki zoryana masa podvijnoyi chornoyi diri ne mala b mati velikoyi kilkosti orbitalnoyi rechovini Avraam Loeb pripustiv sho yaksho masivna zirka shvidko obertayetsya vidcentrova sila sho stvoryuyetsya v procesi yiyi rozpadu prizvede do utvorennya obertovogo strizhnya yakij rozbivayetsya na dva shilni zgustki materiyi z konfiguraciyeyu u formi ganteli sho formuye podvijnu chornu diru i v kinci zlittya zirok cej proces zapuskaye gamma splesk Loeb peredbachaye sho zatrimka u 0 4 sekundi ce chas yakij znadobivsya gamma splesku shob peretnuti zirku u porivnyanni z gravitacijnimi hvilyami Podalshi sposterezhennya Rekonstrujovanij prostir v yakomu malo b znahoditis dzherelo buv mishennyu podalshih sposterezhen sho ohoplyuyut radiohvili vidime svitlo blizhnye infrachervone rentgenivske i gamma viprominyuvannya poryad z poshukami vidpovidnih nejtrino Poshuk vidpovidnih nejtrino bulo provedeno teleskopom ANTARES i observatoriyeyu IceCube Neutrino Teleskopom ANTARES ne viyavleno kandidativ nejtrino v mezhah 500 sekund vid podiyi GW150914 Observatoriyeyu IceCube viyavleno tri kandidaturi nejtrino v mezhah 500 sekund vid podiyi GW150914 Odna podiya bula viyavlena v pivdennomu nebi i dvi v pivnichnomu nebi Ce uzgodzhuvalosya z ochikuvanim rivnem fonovogo viyavlennya Zhoden z kandidativ ne buv sumisnim z 90 ploshi dostovirnosti prostoru podiyi zlittya Hocha zhodnih nejtrino ne bulo viyavleno vidsutnist takih sposterezhen zadala obmezhennya na nejtrinne viprominyuvannya vid cogo vidu podiyi gravitacijnih hvil Sposterezhennya kosmichnim aparatom Swift priznachenomu dlya viyavlennya gamma spleskiv u susidnih galaktikah v oblasti viyavlennya cherez dva dni pislya podiyi ne viyavili bud yakih novih rentgenivskih promeniv vidimogo svitla abo dzherel ultrafioletu Ogoloshennya Anons viyavlennya zrobleno 11 lyutogo 2016 roku na pres konferenciyi u Vashingtoni okrug Kolumbiya en vikonavchim direktorom LIGO vklyuchayuchi inshih predstavnikiv LIGO Gabrielu Gonzales Rejnera Vejsa i Kipa Torna i direktora Nacionalnogo naukovogo fondu Frens Kordovu Dokument pervinnogo ogoloshennya buv opublikovanij pid chas pres konferenciyi u zhurnali Physical Review Letters z podalshimi dokumentami abo opublikovanimi nezabarom abo vidrazu dostupnimi u viglyadi preprintiv Vidrazu pislya pres konferenciyi Berri Berish prezentuvav naukovi rezultati spilnoti fizikiv v CERNi v Zhenevi Shvejcariya NaslidkiDlya astrofiziki i kosmologiyi Ochikuvannya dlya viyavlennya majbutnih binarnogo zlittya podij Advanced LIGO prognozuyetsya viyaviti she p yat chornih dir zlittiv yak GW150914 v svoyij nastupnij kampaniyi sposterezhen a potim 40 podvijnih zoryanih zlittya shoroku na dodatok do nevidomoyi kilkosti ekzotichnih gravitacijnih dzherel hvil deyaki z yakih ne mozhe buti rozgadani suchasnoyu teoriyeyu Planovani ponovlennya yak ochikuyetsya podvoyiti vidnoshennya signal shum rozshirennya obsyagu prostoru v yakomu podiyi yak GW150914 mozhe buti viyavlenij v desyat raziv Krim togo Advanced Diva KAGRA a mozhlivo tretij detektor LIGO v Indiyi bude rozshiriti merezhu i znachno polipshiti rekonstrukciyu poziciyi i ocinyuvannya parametriv dzherel Evolved lazernij interferometr kosmichnoyi anteni ELISA ye zaproponovana na osnovi kosmichnih sposterezhen misiyi dlya viyavlennya gravitacijnih hvil Z proponovanih diapazonom chutlivosti IFA zlivayutsya podvijni yak GW150914 mozhna bude viyaviti blizko 1000 rokiv persh nizh voni zlivayutsya zabezpechuyuchi dlya klasu ranishe nevidomih dzherel dlya ciyeyi observatoriyi yaksho voni isnuyut protyagom priblizno 10 megaparsek LISA Pathfinder misiya rozvitok tehnologij ELISA buv zapushenij v grudni 2015 roku Uroki dlya zoryanoyi evolyuciyi i astrofiziki Masi dvoh do zlittya chornih dir nadati informaciyu pro zoryanoyi evolyuciyi Obidvi chorni diri buli bilsh masivnimi nizh ranishe viyavili zoryanoyi masi chornih dir yaki buli vivedeni z rentgenivskih podvijnih sposterezhen Ce oznachaye sho zoryanij viter vid yih poperednikiv zirok malo vidnosno slabkim i otzhe pro te sho vmistom metaliv masova chastka himichnih elementiv vazhche vodnyu i geliyu povinni buli nizhche nizh priblizno polovinu sonyachnogo znachennya Toj fakt sho do zlittya chornih dir buli prisutni v podvijnij zoryanij sistemi a takozh toj fakt sho sistema bula dosit kompaktnij shob ob yednati v vici Vsesvitu obmezhen abo evolyuciyi podvijnih zirok abo dinamichnih scenariyiv formuvannya v zalezhnosti vid togo naskilki bula utvorena chorna dira dvijkovij Znachne chislo chornih dir povinni otrimati nizki vnutrishnoutrobni nogami shvidkist v chornomu pributku otvir v jogo formuvanni u vipadku z kolapsom yadra nadnovoyi inakshe binarni v yakomu formuvannya chornoyi diri nadnovoyi maye misce bude porushenij i chorni diri v kulyasti skupchennya perevishit shvidkist tikannya klastera i vikidayetsya persh nizh vin zmozhe sformuvati dvijkovij cherez dinamichnogo vzayemodiyi Vizhivannya cherez zagalnu obolonku faz visokih oborotah v masivnih zirkah poperednikiv mozhe buti neobhidnim Bilshist z ostannih prognoziv modeli chornoyi diri dotrimuvatisya cih dodatkovih obmezhen Vidkrittya najbilshogo zlittya razi zbilshuye nizhnyu mezhu shvidkosti takih podij i viklyuchaye pevni teoretichni modeli peredbacheni duzhe nizki stavki v rozmiri menshe 1 PC 3 rik 1 odna podiya na kubichnij megaparsek v rik Analiz prizvodilo do znizhennya poperednyu verhnyu chastotu obmezhennya na taki podiyi yak GW150914 vid 140 GPC 3yr 1 do 17 39 13 GPC 3yr 1 Vpliv na majbutni kosmichni sposterezhennya Sposterezhennya obstavlyayetsya yak vidkrivayemo novu eru gravitacijno hvilovoyi astronomiyi Do cogo viyavlennya astrofiziki i kosmologi zmogli zrobiti zauvazhennya zasnovani na elektromagnitnomu viprominyuvanni v tomu chisli vidime svitlo rentgenivski promeni mikrohvili radiohvili i chastinkopodibnih potokiv kosmichnih promeniv zirkovih vitriv nejtrino tosho Voni mayut suttyevi obmezhennya legkij i inshih viprominyuvan ne mozhe viprominyuvatisya z bagatoh vidiv ob yekta abo osobi a takozh mozhe buti prihovana abo prihovano za inshimi ob yektami Taki ob yekti yak galaktiki i tumannosti takozh mozhut poglinati pereviprominyuvati abo modifikuvati svitlo sho generuyetsya v mezhah abo za nimi i kompaktni zirki abo ekzotichni zirki mozhe mistiti material yakij ye temnim i radio movchannya i v rezultati mi mayemo malo svidchen yih prisutnist krim yak cherez yih gravitacijnih vzayemodij Masshtabi cogo temnoyi Vsesvitu duzhe silno napriklad navit sogodni navkolo p yati shostih 83 materiyi u Vsesviti yak vvazhayut temna materiya i ce pitannya ne mozhe buti zadovilno sposterigalosya abo jogo priroda viznacheni na nini tak yak vin ne vzayemodiye z elektromagnitnim viprominyuvannyam ni viroblyati inshi vidomi chastinki Yedinij sposib kosmetologi znayut sho povinni isnuvati cherez jogo gravitacijnih vzayemodij prostishe kazhuchi bilshist galaktik mistyat zanadto malo vidimu materiyu shob trimati sebe razom tak sho voni povinni mistiti veliku kilkist temnoyi materiyi sho mi ne v zmozi viyaviti Yak i suchasnij Vsesvit ves rannij Vsesvit buv neprozorim oskilki buv period koli kosmos buv nastilki energijnim sho vin buv neprozorim yak zaraz Zdatnist viyavlyati gravitacijni hvili dodaye novij vimir do samogo sposterezhennya Na vidminu vid svitla sila tyazhinnya mozhe podorozhuvati v prostori na velichezni promizhki chasu i vidstani a materiya yaka ne viprominyuye svitlo vse she mozhe stvoryuvati gravitacijnij efekt Neprozorist zachipayuchi rannomu Vsesviti zdayetsya ne mozhe vplinuti na gravitacijni hvili z cogo chasu yaksho voni zdatni buti viyavlenim dozvolyaye vikno dlya sposterezhennya kosmosu do samoyi rannoyi chasu sho mi v danij chas mozhna pereglyanuti Gravitacijni hvili takozh vistavleni v kosmologichnih podij yaki mozhut ne viroblyayut svitlo abo inshe elektromagnitne viprominyuvannya abo de svitlo bude zanadto spotvorenij chornih dirok zlittiv sho ye odnim z takih prikladiv Nebesnoyi tomu yak vvazhayut dozvolit zonduvannya nasilnickih astrofizichnih podij sposterezhenih dosi a takozh bezposerednogo sposterezhennya temnoyi Vsesvitu i samij rannij istoriyi Vsesvitu do sposterezhennya na osnovi svitla radio ta inshih elektromagnitnih hvil stalo mozhlivim Dlya fundamentalnoyi fiziki Testi ZTV Peredbachuvani fundamentalni vlastivosti masi i spina post zlittya chornoyi diri buli sumisni z timi z dvoh do zlittya chornih dir sliduyuchi prognozam ZTV Ce pershe peredbachennya zagalnoyi teoriyi vidnosnosti v rezhimi duzhe silnogo polya Niyaki dokazi ne mozhut buti vstanovleni stosovno prognoziv ZTV Mozhlivist bula obmezhena v comu signali shob doslidzhuvati bilsh skladni skladovi zagalnoyi teoriyi vidnosnosti vzayemodiyi taki yak hvosti virobleni vzayemodiyeyu mizh gravitacijnoyu hvileyu i zignutogo tla prostoru chasu Hocha pomirno silnim signalom ce znachno menshe nizh pri dvohpulsarnih sistemah Slid spodivatisya sho v majbutnomu silni signali v poyednanni z bilsh chutlivim detektorom mozhut buti vikoristani dlya vivchennya skladnih vzayemodij gravitacijnih hvil a takozh dlya polipshennya obmezhennya na vidhilennya vid ZTV Gravitaciya ta yiyi stosunok do inshih osnov Vsesvitu V danij chas gravitaciya rozumiyetsya za dopomogoyu teoriyi napriklad ZTV okremo vid inshih aspektiv fizichnogo kosmosu yaki yak pravilo modelyuyutsya za dopomogoyu standartnoyi modeli na osnovi kvantovih poliv Sposterezhennya gravitacijnih hvil mozhe buti v zmozi zaproponuvati yak podolati cej fundamentalnij probil v nashomu rozuminni Vsesvitu Zhorstkishe obmezhennya na mozhlivu masu gravitona Div takozh Gravitaciya z masivnim gravitonom Graviton ce gipotetichna elementarna chastinka pov yazana z gravitaciyeyu i bude bezmasovoyu yaksho yak vidayetsya gravitaciya maye neskinchennij diapazon chim masivnishij kalibruvalnij bozon tim korotshe cej diapazon pov yazanoyi sili tak neskinchennij diapazon svitla ye rezultatom vidsutnosti fotona masi pripuskayuchi sho graviton dijsno kalibruvalnij bozon majbutnogo kvantovoyi teoriyi gravitaciyi neskinchennij diapazon tyazhkosti oznachaye sho peredbachuvanij graviton takozh mozhna bulo b ochikuvati shob buti bezmasovim Sposterezhennya z Inspiral trohi polipshiti nizhchij verhnya mezha na masu Graviton do 2 16 10 58 kg sho vidpovidaye 1 2 10 22 eV c2 abo dovzhin hvil Komptonivska bilshe 1013 km priblizno 1 svitla richnij TakozhGravitacijna hvilya Gravitacijno hvilova astronomiya Gravitacijno hvilova observatoriyaPosilannyaAbbott Benjamin P 2016 Phys Rev Lett 116 6 061102 arXiv 1602 03837 doi 10 1103 PhysRevLett 116 061102 Arhiv originalu za 25 zhovtnya 2019 Procitovano 17 lyutogo 2016 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Proignorovano nevidomij parametr collaboration dovidka Proignorovano nevidomij parametr lay summary dovidka Castelvecchi Davide Witze Alexandra 11 lyutogo 2016 Nature News doi 10 1038 nature 2016 19361 Arhiv originalu za 24 grudnya 2018 Procitovano 11 lyutogo 2016 The Editorial Board 16 lyutogo 2016 New York Times Arhiv originalu za 24 grudnya 2018 Procitovano 16 lyutogo 2016 BBC News 11 lyutogo 2016 Arhiv originalu za 15 lyutogo 2016 Procitovano 17 lyutogo 2016 Naeye Robert 11 February 2016 Pais Abraham 1982 The New Dynamics section 15d Gravitational Waves Subtle is the Lord The science and the life of Albert Einstein Oxford University Press p 278 281 ISBN 978 0 19 853907 0 Blum Alexander Lalli Roberto Renn Jurgen 12 February 2016 LIGO press conference 11 February 2016 Harwood W 11 February 2016 Drake Nadia 11 February 2016 Abbott Benjamin P et al Abbott Benjamin P et al Arhiv originalu za 6 bereznya 2016 Procitovano 17 lyutogo 2016 1 12 lyutogo 2016 u Wayback Machine With gravitational waves we do expect eventually to see the Big Bang itself Einstein A June 1916 Einstein A 1918 Uber Gravitationswellen 24 grudnya 2018 u Wayback Machine Einstein Albert 1916 Annalen der Physik 49 769 822 Bibcode 1916AnP 354 769E 17 sichnya 2016 u Wayback Machine doi 10 1002 andp 19163540702 archived from the original 29 serpnya 2006 u Wayback Machine PDF on 29 August 2006 retrieved 14 February 2016 Schutz Bernard 31 May 2009 9 Viyavleno nove dzherelo gravitacijnih hvil 22 07 2023 Staats Kai Cavaglia Marco Kandhasamy Shivaraj 8 August 2015 Weisberg J M Taylor J H Fowler L A October 1981 Weisberg J M Nice D J Taylor J H 2010 Press Release The Nobel Prize in Physics 1993 14 lyutogo 2016 u Wayback Machine Stairs Ingrid H Testing General Relativity with Pulsar Timing LIGO Scientific Collaboration FAQ section Do we expect LIGO s advanced detectors to make a discovery then and What s so different about LIGO s advanced detectors 23 grudnya 2019 u Wayback Machine retrieved 16 February 2016 Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO 26 grudnya 2018 u Wayback Machine LIGO Hanford s H1 Achieves Two Hour Full Lock 22 veresnya 2015 u Wayback Machine Abbott Benjamin P et al Cho Adrian 11 February 2016 Nature 12 sichnya 2016 Arhiv originalu za 12 sichnya 2016 Procitovano 11 lyutogo 2016 Roston Michael 11 February 2016 Strom Marcus 12 February 2016 Drake Nadia 12 February 2016 Twilley Nicola 11 February 2016 Sarah Scoles 11 February 2016 Billings Lee 12 February 2016 Abbott Benjamin P 11 lyutogo 2016 Properties of the binary black hole merger GW150914 arXiv 1602 03840 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Proignorovano nevidomij parametr collaboration dovidka Knapton Sarah 11 February 2016 Luc Blanchet 2014 Blanchet Luc et al 2010 Why Numerical Relativity 27 bereznya 2016 u Wayback Machine 11 lyutogo 2016 Arhiv originalu za 16 lyutogo 2016 Procitovano 12 lyutogo 2016 Connaughton Valerie ta in 16 February 2016 ArXiv Arhiv originalu za 7 listopada 2016 Procitovano 19 February 2016 Savchenko V Ferrigno C Mereghetti S ta in INTEGRAL upper limits on gamma ray emission associated with the gravitational wave event GW150914 ApJL submitted arXiv 1602 04180 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a access date vimagaye url dovidka Yavne vikoristannya ta in u last4 dovidka Loeb Abraham 16 lyutogo 2016 Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO ApJL arXiv 1602 04735 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a access date vimagaye url dovidka Woo Marcus 16 lyutogo 2016 New Scientist Arhiv originalu za 5 sichnya 2021 Procitovano 17 February 2016 Gough Evan 18 lyutogo 2016 Universe Today Arhiv originalu za 20 lyutogo 2016 Procitovano 19 lyutogo 2016 High energy Neutrino follow up search of Gravitational Wave Event GW150914 with ANTARES and IceCube 15 lyutogo 2016 u Wayback Machine Swift follow up of the Gravitational Wave source GW150914 MNRAS Letters submitted arXiv 1602 03868 LIGO Open Science Center 31 bereznya 2016 u Wayback Machine losc ligo org 11 lyutogo 2016 CERN document server Webcast CERN Colloquium Arhiv originalu za 12 zhovtnya 2017 Procitovano 6 bereznya 2016 10 lyutogo 2016 arXiv 1602 03842 Arhiv originalu za 16 lyutogo 2016 Procitovano 17 lyutogo 2016

Дата публікації:
Топ