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

Гравітаційно хвильовий фон англ gravitational wave background стохастичний фон гравітаційних хвиль що пронизують Всесвіт

Гравітаційне реліктове випромінювання

Гравітаційне реліктове випромінювання

Гравітаційно-хвильовий фон (англ. gravitational wave background) — стохастичний фон гравітаційних хвиль, що пронизують Всесвіт. Гравітаційно-хвильовий фон може походити як від стохастичних процесів у ранньому Всесвіті, так і від некогерентної суперпозиції великої кількості слабких незалежних джерел гравітаційних хвиль, наприклад, від подвійних надмасивних чорних дір. Вивчення гравітаційно-хвильовиго фону може надати інформацію, недоступну іншим методам дослідження, наприклад, про подвійні надмасивні чорні діри, космологічну інфляцію та гіпотетичні космічні струни. Перша реєстрація гравітаційно-хвильового фону була здійснена 2023 року за допомогою масиву таймінгу пульсарів.

Джерела стохастичного фону

Існують гіпотези про кілька потенційних джерел для гравітаційно-хвильового фону в різних частотних діапазонах, причому кожне джерело створює фон з різними статистичними властивостями. Джерела стохастичного фону можна умовно розділити на дві категорії: астрофізичні та космологічні.

Астрофізичні джерела

Астрофізичний фон створюється накладанням шумів багатьох слабких незалежних астрофізичних джерел. Очікується, що ключовим джерелом стохастичного фону для нинішнього покоління наземних детекторів гравітаційних хвиль, нйбільш чутливих до частот 10-1000 Гц, є злиття нейтронних зір і подвійних чорних дір зоряних мас. Детектори LIGO і Virgo вже виявили окремі події гравітаційних хвиль від таких злиттів чорних дір. Однак має існувати й велика популяція злиттів чорних дір, які не можна розрізнити окремо, і які будуть створювати випадковий шум в детекторах. Іншим астрофізичним джерелом гравітаційно-хвильового фону може бути колапс масивних зір з утворенням чорних дір або нейтронних зір.

Інший спосіб спостереження гравітаційно-хвильового фону - використання масивів таймінгу пульсарів, таких як Європейський масив таймінгу пульсарів (EPTA), Північноамериканська наногерцева обсерваторія гравітаційних хвиль (NANOGrav) і Парксівський масив таймінгу пульсарів (PPTA), обʼєжнані в Міжнародний масив таймінгу пульсарів. Ці проєкти використовують радіотелескопи для спостереження за масивом мілісекундних пульсарів, який утворює детектор галактичного масштабу, чутливий до гравітаційних хвиль з низькими частотами в діапазоні від наногерц до 100 наногерц. При використанні існуючих телескопів для виявлення сигналу потрібно багато років спостережень, і з часом, по мірі накопичення даних, чутливість детектора поступово підвищується. Гравітаційно-хвильовий фон в цьому діапазоні частот може створюватись подвійними надмасивними чорними дірами, які утворюються в ході злиття галактик.

Космологічні джерела

Космологічний фон може виникати з кількох джерел у ранньому Всесвіті. Деякі приклади цих первісних джерел включають змінні в часі інфляційні скалярні поля в ранньому Всесвіті, механізми «попереднього нагрівання» після інфляції, що включають передачу енергії від частинок інфлятону до звичайної матерії, фазові переходи в ранньому Всесвіті (такі як електрослабкий фазовий перехід), космічні струни і т.д. Хоча ці джерела більш гіпотетичні, їхнє виявлення стало б відкриттям нової фізики та мало б значний вплив на космологію раннього Всесвіту та фізику високих енергій.

Спостереження

image
Графік кореляції між пульсарами, спостережуваними за допомогою NANOGrav (2023), в залежності від кутової відстані між пульсарами на небі. Штрихова фіолетова лінія показує теоретичну модель Геллінгса–Даунза, а зелена пряма - модель без гравітаційно-хвильового фону

28 червня 2023 року Північноамериканська наногерцева обсерваторія гравітаційних хвиль оголосила про реєстрацію гравітаційно-хвильового фону, використовуючи дані спостережень із масиву мілісекундних пульсарів. В той самий день були опубліковані спостереження Європейського масиву таймінгу пульсарів, обсерваторії Паркса і , які підтверджували ті ж результати, використовуючи інші телескопи та інші методи аналізу результатів. Ці спостереження забезпечили перше вимірювання теоретичної , тобто квадрупольної кореляції між двома пульсарами як функції їхньої кутової відстані на небі, що є ознакою реєстрації сигналу від гравітаційних хвиль. Джерело цього фону наразі не встановлено, і для перевірки різних моделей потрібні додаткові спостереження.

Див. також

Посилання

  • Gravitational Wave Experiments and Early Universe Cosmology [ 30 червня 2019 у Wayback Machine.]

Примітки

  1. Joseph D. Romano, Neil. J. Cornish (2017). Detection methods for stochastic gravitational-wave backgrounds: a unified treatment. . 20 (1): 2. arXiv:1608.06889. Bibcode:2017LRR....20....2R. doi:10.1007/s41114-017-0004-1. PMC 5478100. PMID 28690422.
  2. Joseph D. Romano, Neil. J. Cornish (2017). Detection methods for stochastic gravitational-wave backgrounds: a unified treatment. . 20 (1): 2. arXiv:1608.06889. Bibcode:2017LRR....20....2R. doi:10.1007/s41114-017-0004-1. PMC 5478100. PMID 28690422.
  3. LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration; Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P. (28 лютого 2018). GW170817: Implications for the Stochastic Gravitational-Wave Background from Compact Binary Coalescences. Physical Review Letters. 120 (9): 091101. arXiv:1710.05837. Bibcode:2018PhRvL.120i1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.120.091101. PMID 29547330.
  4. Sesana, A. (22 травня 2013). Systematic investigation of the expected gravitational wave signal from supermassive black hole binaries in the pulsar timing band. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 433 (1): L1—L5. arXiv:1211.5375. Bibcode:2013MNRAS.433L...1S. doi:10.1093/mnrasl/slt034.
  5. Sesana, A.; Vecchio, A.; Colacino, C. N. (11 жовтня 2008). The stochastic gravitational-wave background from massive black hole binary systems: implications for observations with Pulsar Timing Arrays. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 390 (1): 192—209. arXiv:0804.4476. Bibcode:2008MNRAS.390..192S. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13682.x.
  6. Volonteri, Marta; Haardt, Francesco; Madau, Piero (10 січня 2003). The Assembly and Merging History of Supermassive Black Holes in Hierarchical Models of Galaxy Formation. The Astrophysical Journal. 582 (2): 559—573. arXiv:astro-ph/0207276. Bibcode:2003ApJ...582..559V. doi:10.1086/344675.
  7. Krauss, Lawrence D; Dodelson, Scott; Meyer, Stephan (21 травня 2010). Primordial Gravitational Waves and Cosmology. Science. 328 (5981): 989-992. doi:10.1126/science.1179541.
  8. Christensen, Nelson (21 листопада 2018). Stochastic gravitational wave backgrounds. Reports on Progress in Physics. 82 (1): 1-30. doi:10.1088/1361-6633/aae6b5.
  9. IOPscience - Focus on NANOGrav's 15 yr Data Set and the Gravitational Wave Background.
  10. After 15 years, pulsar timing yields evidence of cosmic gravitational wave background. 29 June 2023.
  11. Miller, Katrina (28 червня 2023). The Cosmos Is Thrumming With Gravitational Waves, Astronomers Find - Radio telescopes around the world picked up a telltale hum reverberating across the cosmos, most likely from supermassive black holes merging in the early universe. The New York Times. ISSN 0362-4331. Архів оригіналу за 29 June 2023. Процитовано 29 червня 2023.
  12. Agazie, Gabriella; Anumarlapudi, Akash; Archibald, Anne M.; Arzoumanian, Zaven; Baker, Paul T.; Bécsy, Bence; Blecha, Laura; Brazier, Adam; Brook, Paul R. (June 2023). The NANOGrav 15 yr Data Set: Evidence for a Gravitational-wave Background. The Astrophysical Journal Letters (англ.). 951 (1): L8. doi:10.3847/2041-8213/acdac6. ISSN 2041-8205. Архів оригіналу за 29 червня 2023.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  13. Antoniadis, J. (28 червня 2023). The second data release from the European Pulsar Timing Array III. Search for gravitational wave signals. arXiv:2306.16214 [astro-ph.HE].
  14. Reardon, Daniel J.; Zic, Andrew; Shannon, Ryan M.; Hobbs, George B.; Bailes, Matthew; Di Marco, Valentina; Kapur, Agastya; Rogers, Axl F.; Thrane, Eric (29 червня 2023). Search for an Isotropic Gravitational-wave Background with the Parkes Pulsar Timing Array. The Astrophysical Journal Letters. 951 (1): L6. doi:10.3847/2041-8213/acdd02. ISSN 2041-8205.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  15. Xu, Heng; Chen, Siyuan; Guo, Yanjun; Jiang, Jinchen; Wang, Bojun; Xu, Jiangwei; Xue, Zihan; Nicolas Caballero, R.; Yuan, Jianping (29 червня 2023). Searching for the Nano-Hertz Stochastic Gravitational Wave Background with the Chinese Pulsar Timing Array Data Release I. Research in Astronomy and Astrophysics. 23 (7): 075024. arXiv:2306.16216. doi:10.1088/1674-4527/acdfa5. ISSN 1674-4527.
  16. Probing the Universe’s Secrets: Key Evidence for NanoHertz Gravitational Waves. scitechdaily.com. Chinese Academy of Sciences. 2 липня 2023. Процитовано 21 липня 2023. Chinese scientists has recently found key evidence for the existence of nanohertz gravitational waves, marking a new era in nanoHertz gravitational research.
  17. Rini, Matteo. Researchers Capture Gravitational-Wave Background with Pulsar "Antennae". aps.org. Physics 16, 118 (29 June 2023). doi:10.1103/Physics.16.118. Процитовано 1 липня 2023. Four independent collaborations have spotted a background of gravitational waves that passes through our Galaxy, opening a new window on the astrophysical and cosmological processes that could produce such waves.
  18. Jenet, Fredrick A.; Romano, Joseph D. (1 липня 2015). Understanding the gravitational-wave Hellings and Downs curve for pulsar timing arrays in terms of sound and electromagnetic waves. American Journal of Physics. 83 (7): 635—645. doi:10.1119/1.4916358.
  19. Focus on NANOGrav's 15 yr Data Set and the Gravitational Wave Background. iopscience.iop.org. June 2023. Процитовано 29 червня 2023.

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

Gravitacijno hvilovij fon angl gravitational wave background stohastichnij fon gravitacijnih hvil sho pronizuyut Vsesvit Gravitacijno hvilovij fon mozhe pohoditi yak vid stohastichnih procesiv u rannomu Vsesviti tak i vid nekogerentnoyi superpoziciyi velikoyi kilkosti slabkih nezalezhnih dzherel gravitacijnih hvil napriklad vid podvijnih nadmasivnih chornih dir Vivchennya gravitacijno hvilovigo fonu mozhe nadati informaciyu nedostupnu inshim metodam doslidzhennya napriklad pro podvijni nadmasivni chorni diri kosmologichnu inflyaciyu ta gipotetichni kosmichni struni Persha reyestraciya gravitacijno hvilovogo fonu bula zdijsnena 2023 roku za dopomogoyu masivu tajmingu pulsariv Dzherela stohastichnogo fonuIsnuyut gipotezi pro kilka potencijnih dzherel dlya gravitacijno hvilovogo fonu v riznih chastotnih diapazonah prichomu kozhne dzherelo stvoryuye fon z riznimi statistichnimi vlastivostyami Dzherela stohastichnogo fonu mozhna umovno rozdiliti na dvi kategoriyi astrofizichni ta kosmologichni Astrofizichni dzherela Astrofizichnij fon stvoryuyetsya nakladannyam shumiv bagatoh slabkih nezalezhnih astrofizichnih dzherel Ochikuyetsya sho klyuchovim dzherelom stohastichnogo fonu dlya ninishnogo pokolinnya nazemnih detektoriv gravitacijnih hvil njbilsh chutlivih do chastot 10 1000 Gc ye zlittya nejtronnih zir i podvijnih chornih dir zoryanih mas Detektori LIGO i Virgo vzhe viyavili okremi podiyi gravitacijnih hvil vid takih zlittiv chornih dir Odnak maye isnuvati j velika populyaciya zlittiv chornih dir yaki ne mozhna rozrizniti okremo i yaki budut stvoryuvati vipadkovij shum v detektorah Inshim astrofizichnim dzherelom gravitacijno hvilovogo fonu mozhe buti kolaps masivnih zir z utvorennyam chornih dir abo nejtronnih zir Inshij sposib sposterezhennya gravitacijno hvilovogo fonu vikoristannya masiviv tajmingu pulsariv takih yak Yevropejskij masiv tajmingu pulsariv EPTA Pivnichnoamerikanska nanogerceva observatoriya gravitacijnih hvil NANOGrav i Parksivskij masiv tajmingu pulsariv PPTA obʼyezhnani v Mizhnarodnij masiv tajmingu pulsariv Ci proyekti vikoristovuyut radioteleskopi dlya sposterezhennya za masivom milisekundnih pulsariv yakij utvoryuye detektor galaktichnogo masshtabu chutlivij do gravitacijnih hvil z nizkimi chastotami v diapazoni vid nanogerc do 100 nanogerc Pri vikoristanni isnuyuchih teleskopiv dlya viyavlennya signalu potribno bagato rokiv sposterezhen i z chasom po miri nakopichennya danih chutlivist detektora postupovo pidvishuyetsya Gravitacijno hvilovij fon v comu diapazoni chastot mozhe stvoryuvatis podvijnimi nadmasivnimi chornimi dirami yaki utvoryuyutsya v hodi zlittya galaktik Kosmologichni dzherela Kosmologichnij fon mozhe vinikati z kilkoh dzherel u rannomu Vsesviti Deyaki prikladi cih pervisnih dzherel vklyuchayut zminni v chasi inflyacijni skalyarni polya v rannomu Vsesviti mehanizmi poperednogo nagrivannya pislya inflyaciyi sho vklyuchayut peredachu energiyi vid chastinok inflyatonu do zvichajnoyi materiyi fazovi perehodi v rannomu Vsesviti taki yak elektroslabkij fazovij perehid kosmichni struni i t d Hocha ci dzherela bilsh gipotetichni yihnye viyavlennya stalo b vidkrittyam novoyi fiziki ta malo b znachnij vpliv na kosmologiyu rannogo Vsesvitu ta fiziku visokih energij SposterezhennyaGrafik korelyaciyi mizh pulsarami sposterezhuvanimi za dopomogoyu NANOGrav 2023 v zalezhnosti vid kutovoyi vidstani mizh pulsarami na nebi Shtrihova fioletova liniya pokazuye teoretichnu model Gellingsa Daunza a zelena pryama model bez gravitacijno hvilovogo fonu 28 chervnya 2023 roku Pivnichnoamerikanska nanogerceva observatoriya gravitacijnih hvil ogolosila pro reyestraciyu gravitacijno hvilovogo fonu vikoristovuyuchi dani sposterezhen iz masivu milisekundnih pulsariv V toj samij den buli opublikovani sposterezhennya Yevropejskogo masivu tajmingu pulsariv observatoriyi Parksa i yaki pidtverdzhuvali ti zh rezultati vikoristovuyuchi inshi teleskopi ta inshi metodi analizu rezultativ Ci sposterezhennya zabezpechili pershe vimiryuvannya teoretichnoyi tobto kvadrupolnoyi korelyaciyi mizh dvoma pulsarami yak funkciyi yihnoyi kutovoyi vidstani na nebi sho ye oznakoyu reyestraciyi signalu vid gravitacijnih hvil Dzherelo cogo fonu narazi ne vstanovleno i dlya perevirki riznih modelej potribni dodatkovi sposterezhennya Div takozhReliktove viprominyuvannya Nejtrinne reliktove viprominyuvannya Gravitacijno hvilova astronomiyaPosilannyaGravitational Wave Experiments and Early Universe Cosmology 30 chervnya 2019 u Wayback Machine PrimitkiJoseph D Romano Neil J Cornish 2017 Detection methods for stochastic gravitational wave backgrounds a unified treatment 20 1 2 arXiv 1608 06889 Bibcode 2017LRR 20 2R doi 10 1007 s41114 017 0004 1 PMC 5478100 PMID 28690422 Joseph D Romano Neil J Cornish 2017 Detection methods for stochastic gravitational wave backgrounds a unified treatment 20 1 2 arXiv 1608 06889 Bibcode 2017LRR 20 2R doi 10 1007 s41114 017 0004 1 PMC 5478100 PMID 28690422 LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration Abbott B P Abbott R Abbott T D Acernese F Ackley K Adams C Adams T Addesso P 28 lyutogo 2018 GW170817 Implications for the Stochastic Gravitational Wave Background from Compact Binary Coalescences Physical Review Letters 120 9 091101 arXiv 1710 05837 Bibcode 2018PhRvL 120i1101A doi 10 1103 PhysRevLett 120 091101 PMID 29547330 Sesana A 22 travnya 2013 Systematic investigation of the expected gravitational wave signal from supermassive black hole binaries in the pulsar timing band Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters 433 1 L1 L5 arXiv 1211 5375 Bibcode 2013MNRAS 433L 1S doi 10 1093 mnrasl slt034 Sesana A Vecchio A Colacino C N 11 zhovtnya 2008 The stochastic gravitational wave background from massive black hole binary systems implications for observations with Pulsar Timing Arrays Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 390 1 192 209 arXiv 0804 4476 Bibcode 2008MNRAS 390 192S doi 10 1111 j 1365 2966 2008 13682 x Volonteri Marta Haardt Francesco Madau Piero 10 sichnya 2003 The Assembly and Merging History of Supermassive Black Holes in Hierarchical Models of Galaxy Formation The Astrophysical Journal 582 2 559 573 arXiv astro ph 0207276 Bibcode 2003ApJ 582 559V doi 10 1086 344675 Krauss Lawrence D Dodelson Scott Meyer Stephan 21 travnya 2010 Primordial Gravitational Waves and Cosmology Science 328 5981 989 992 doi 10 1126 science 1179541 Christensen Nelson 21 listopada 2018 Stochastic gravitational wave backgrounds Reports on Progress in Physics 82 1 1 30 doi 10 1088 1361 6633 aae6b5 IOPscience Focus on NANOGrav s 15 yr Data Set and the Gravitational Wave Background After 15 years pulsar timing yields evidence of cosmic gravitational wave background 29 June 2023 Miller Katrina 28 chervnya 2023 The Cosmos Is Thrumming With Gravitational Waves Astronomers Find Radio telescopes around the world picked up a telltale hum reverberating across the cosmos most likely from supermassive black holes merging in the early universe The New York Times ISSN 0362 4331 Arhiv originalu za 29 June 2023 Procitovano 29 chervnya 2023 Agazie Gabriella Anumarlapudi Akash Archibald Anne M Arzoumanian Zaven Baker Paul T Becsy Bence Blecha Laura Brazier Adam Brook Paul R June 2023 The NANOGrav 15 yr Data Set Evidence for a Gravitational wave Background The Astrophysical Journal Letters angl 951 1 L8 doi 10 3847 2041 8213 acdac6 ISSN 2041 8205 Arhiv originalu za 29 chervnya 2023 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Antoniadis J 28 chervnya 2023 The second data release from the European Pulsar Timing Array III Search for gravitational wave signals arXiv 2306 16214 astro ph HE Reardon Daniel J Zic Andrew Shannon Ryan M Hobbs George B Bailes Matthew Di Marco Valentina Kapur Agastya Rogers Axl F Thrane Eric 29 chervnya 2023 Search for an Isotropic Gravitational wave Background with the Parkes Pulsar Timing Array The Astrophysical Journal Letters 951 1 L6 doi 10 3847 2041 8213 acdd02 ISSN 2041 8205 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Xu Heng Chen Siyuan Guo Yanjun Jiang Jinchen Wang Bojun Xu Jiangwei Xue Zihan Nicolas Caballero R Yuan Jianping 29 chervnya 2023 Searching for the Nano Hertz Stochastic Gravitational Wave Background with the Chinese Pulsar Timing Array Data Release I Research in Astronomy and Astrophysics 23 7 075024 arXiv 2306 16216 doi 10 1088 1674 4527 acdfa5 ISSN 1674 4527 Probing the Universe s Secrets Key Evidence for NanoHertz Gravitational Waves scitechdaily com Chinese Academy of Sciences 2 lipnya 2023 Procitovano 21 lipnya 2023 Chinese scientists has recently found key evidence for the existence of nanohertz gravitational waves marking a new era in nanoHertz gravitational research Rini Matteo Researchers Capture Gravitational Wave Background with Pulsar Antennae aps org Physics 16 118 29 June 2023 doi 10 1103 Physics 16 118 Procitovano 1 lipnya 2023 Four independent collaborations have spotted a background of gravitational waves that passes through our Galaxy opening a new window on the astrophysical and cosmological processes that could produce such waves Jenet Fredrick A Romano Joseph D 1 lipnya 2015 Understanding the gravitational wave Hellings and Downs curve for pulsar timing arrays in terms of sound and electromagnetic waves American Journal of Physics 83 7 635 645 doi 10 1119 1 4916358 Focus on NANOGrav s 15 yr Data Set and the Gravitational Wave Background iopscience iop org June 2023 Procitovano 29 chervnya 2023

Дата публікації:
Топ