1917 yilda Eynshteyn tomonidan nazariy jihatdan bashorat qilingan tortishish to'lqinlari hali ham o'z kashfiyotchisini kutmoqda.
1969 yil oxirida Merilend universiteti fizika professori Jozef Veber shov-shuvli bayonot bilan chiqdi. U koinot tubidan Yerga kelayotgan tortishish to‘lqinlarini kashf etganini e’lon qildi. O'sha vaqtga qadar hech bir olim bunday da'volar qilmagan va bunday to'lqinlarni aniqlashning o'zi aniq emas edi. Biroq, Weber o'z sohasidagi avtoritet sifatida tanilgan va shuning uchun hamkasblari uning xabariga juda jiddiy qarashgan.
Biroq, tez orada umidsizlik paydo bo'ldi. Veber tomonidan qayd etilgan to'lqinlarning amplitudalari nazariy qiymatdan millionlab marta yuqori edi. Veberning ta'kidlashicha, bu to'lqinlar bizning Galaktikamizning markazidan, chang bulutlari bilan qoplangan va ular haqida o'sha paytda juda kam narsa ma'lum edi. Astrofiziklar u erda har yili minglab yulduzlarni yutib yuboradigan va so'rilgan energiyaning bir qismini tortishish nurlanishi shaklida chiqaradigan ulkan qora tuynuk yashiringan deb taxmin qilishdi va astronomlar bu kosmik kannibalizmning aniqroq izlarini behuda qidirishni boshladilar (u bor). Endi u erda haqiqatan ham qora tuynuk borligi isbotlangan, ammo u o'zini juda yaxshi tutishga olib keladi). AQSh, SSSR, Frantsiya, Germaniya, Angliya va Italiya fiziklari bir xil turdagi detektorlar ustida tajriba o'tkazishni boshladilar va hech narsaga erisha olmadilar.
Olimlar hali ham Weber asboblaridan g'alati o'qishlarni nima bilan bog'lashni bilishmaydi. Biroq, uning urinishlari besamar ketmadi, garchi tortishish to'lqinlari hali ham aniqlanmagan. Ularni qidirish uchun bir nechta qurilmalar allaqachon qurilgan yoki qurilmoqda va o'n yildan keyin bunday detektorlar koinotga chiqariladi. Yaqin kelajakda gravitatsiyaviy nurlanish elektromagnit tebranishlar kabi kuzatilishi mumkin bo'lgan jismoniy haqiqatga aylanishi mumkin. Afsuski, Jozef Veber buni endi bilmaydi - u 2000 yil sentyabr oyida vafot etdi.
Gravitatsion to'lqinlar nima
Ko'pincha tortishish to'lqinlari kosmosda tarqaladigan tortishish maydonining buzilishi deb aytiladi. Bu ta'rif to'g'ri, ammo to'liq emas. Umumiy nisbiylik nazariyasiga ko'ra, tortishish kuchi fazo-vaqt kontinuumining egriligi tufayli yuzaga keladi. Gravitatsiya to'lqinlari fazo-vaqt metrikasining tebranishlari bo'lib, ular tortishish maydonidagi tebranishlar sifatida namoyon bo'ladi, shuning uchun ular ko'pincha majoziy ma'noda fazo-vaqt to'lqinlari deb ataladi. Gravitatsion to'lqinlar nazariy jihatdan 1917 yilda Albert Eynshteyn tomonidan bashorat qilingan. Hech kim ularning mavjudligiga shubha qilmaydi, ammo tortishish to'lqinlari hali ham o'z kashfiyotchisini kutmoqda.
Gravitatsion to'lqinlarning manbai - atrofdagi fazoda tortishish kuchining bir xil bo'lmagan o'zgarishiga olib keladigan moddiy jismlarning har qanday harakati. Doimiy tezlikda harakatlanuvchi jism hech narsa nurlantirmaydi, chunki uning tortishish maydonining tabiati o'zgarmaydi. Gravitatsion to'lqinlarni chiqarish uchun tezlashtirish kerak, lekin har qanday tezlanish emas. Simmetriya o'qi atrofida aylanadigan silindr tezlanishni boshdan kechiradi, lekin uning tortishish maydoni bir xil bo'lib qoladi va tortishish to'lqinlari paydo bo'lmaydi. Ammo agar siz ushbu silindrni boshqa o'q atrofida aylantirsangiz, maydon tebranishni boshlaydi va tortishish to'lqinlari silindrdan barcha yo'nalishlarda harakat qiladi.
Ushbu xulosa aylanish o'qiga nisbatan assimetrik bo'lgan har qanday jismga (yoki jismlar tizimiga) taalluqlidir (bunday hollarda tananing to'rt kutupli momentga ega ekanligi aytiladi). Vaqt o'tishi bilan kvadrupol momenti o'zgarib turadigan massa tizimi doimo tortishish to'lqinlarini chiqaradi.
Gravitatsion to'lqinlarning asosiy xossalari
Astrofiziklarning ta'kidlashicha, bu tortishish to'lqinlarining nurlanishi, energiyani olib, qo'shni yulduzdan materiyani yutishda massiv pulsarning aylanish tezligini cheklaydi.
Kosmosning tortishish mayoqlari
Erdagi manbalardan gravitatsiyaviy nurlanish nihoyatda zaifdir. Og'irligi 10 000 tonna bo'lgan po'lat ustun, gorizontal tekislikda markazdan osilgan va vertikal o'q atrofida 600 rpm gacha aylanadi, taxminan 10 -24 Vt quvvat chiqaradi. Shuning uchun tortishish to'lqinlarini aniqlashning yagona umidi gravitatsiyaviy nurlanishning kosmik manbasini topishdir.
Shu nuqtai nazardan, yaqin qo'sh yulduzlar juda istiqbolli. Sababi oddiy: bunday tizimning tortishish nurlanishining kuchi uning diametrining beshinchi kuchiga teskari proportsional ravishda o'sadi. Yulduzlarning traektoriyalari juda cho'zilgan bo'lsa, bundan ham yaxshiroq, chunki bu to'rt kutupli momentning o'zgarish tezligini oshiradi. Ikkilik tizim neytron yulduzlari yoki qora tuynuklardan iborat bo'lsa, bu juda yaxshi. Bunday tizimlar kosmosdagi tortishish mayoqlariga o'xshaydi - ularning nurlanishi davriydir.
Kosmosda qisqa, ammo juda kuchli tortishish portlashlarini keltirib chiqaradigan "puls" manbalari ham mavjud. Bu o'ta yangi yulduz portlashidan oldin katta yulduz qulaganida sodir bo'ladi. Biroq, yulduzning deformatsiyasi assimetrik bo'lishi kerak, aks holda nurlanish sodir bo'lmaydi. Yiqilish paytida tortishish to'lqinlari yulduzning umumiy energiyasining 10% gacha olib ketishi mumkin! Bu holda tortishish nurlanishining kuchi taxminan 10 50 Vt ni tashkil qiladi. Neytron yulduzlarining birlashishi paytida undan ham ko'proq energiya chiqariladi, bu erda eng yuqori quvvat 10 52 Vt ga etadi. Radiatsiyaning ajoyib manbai qora tuynuklarning to'qnashuvi: ularning massalari neytron yulduzlari massasidan milliardlab marta oshib ketishi mumkin.
Gravitatsion to'lqinlarning yana bir manbai - kosmologik inflyatsiya. Katta portlashdan so'ng darhol koinot juda tez kengayishni boshladi va 10-34 soniyadan kamroq vaqt ichida uning diametri 10-33 sm dan makroskopik o'lchamiga ko'tarildi. Bu jarayon boshlanishidan oldin mavjud bo'lgan tortishish to'lqinlarini beqiyos darajada kuchaytirdi va ularning avlodlari bugungi kungacha saqlanib kelmoqda.
Bilvosita tasdiqlar
Gravitatsion to'lqinlar mavjudligining birinchi dalili amerikalik radioastronom Jozef Teylor va uning shogirdi Rassel Xulse ishlaridan olingan. 1974 yilda ular bir-birining orbitasida aylanib yuradigan bir juft neytron yulduzlarini (jimjit hamrohi bo'lgan radio chiqaradigan pulsar) kashf qilishdi. Pulsar o'z o'qi atrofida barqaror burchak tezligi bilan aylangan (bu har doim ham shunday emas) va shuning uchun juda aniq soat bo'lib xizmat qilgan. Bu xususiyat ikkala yulduzning massalarini o'lchash va ularning orbital harakatining xarakterini aniqlash imkonini berdi. Ma'lum bo'lishicha, bu ikkilik tizimning orbital davri (taxminan 3 soat 45 minut) yiliga 70 mks ga qisqaradi. Bu qiymat umumiy nisbiylik nazariyasi tenglamalari yechimlari bilan yaxshi mos keladi, ular gravitatsion nurlanish ta'sirida yulduz juftligi energiyasini yo'qotishini tavsiflaydi (ammo bu yulduzlarning to'qnashuvi 300 million yildan keyin tez orada sodir bo'lmaydi). 1993 yilda Teylor va Xulse ushbu kashfiyot uchun Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
Gravitatsion to'lqinli antennalar
Gravitatsion to'lqinlarni eksperimental tarzda qanday aniqlash mumkin? Weber detektor sifatida uchida piezoelektrik datchiklari bo'lgan metr uzunlikdagi qattiq alyuminiy tsilindrlardan foydalangan. Ular vakuum kamerasida tashqi mexanik ta'sirlardan maksimal darajada ehtiyotkorlik bilan ajratilgan. Weber ushbu silindrlardan ikkitasini Merilend universiteti golf maydoni ostidagi bunkerga, bittasini Argonna milliy laboratoriyasiga o'rnatdi.
Tajriba g'oyasi oddiy. Kosmos tortishish to'lqinlari ta'sirida siqiladi va cho'ziladi. Buning yordamida silindr uzunlamasına yo'nalishda tebranadi, tortishish to'lqini antennasi sifatida ishlaydi va piezoelektrik kristallar tebranishlarni elektr signallariga aylantiradi. Kosmik tortishish to'lqinlarining har qanday o'tishi deyarli bir vaqtning o'zida ming kilometrga ajratilgan detektorlarga ta'sir qiladi, bu esa tortishish impulslarini turli xil shovqinlardan filtrlash imkonini beradi.
Weberning sensorlari silindrning uchlari uzunligining atigi 10-15 sm ga teng siljishini aniqlay oldi - bu holda 10-13 sm. sahifalar Jismoniy ko'rib chiqish xatlari. Ushbu natijalarni takrorlashga bo'lgan barcha urinishlar behuda bo'ldi. Veberning ma'lumotlari ham nazariyaga ziddir, bu bizga 10-18 dan yuqori nisbiy siljishlarni kutishga imkon bermaydi (va 10-20 dan kam qiymatlar ehtimoli katta). Natijalarni statistik qayta ishlashda Veber xatoga yo'l qo'ygan bo'lishi mumkin. Gravitatsion nurlanishni eksperimental ravishda aniqlashga birinchi urinish muvaffaqiyatsiz yakunlandi.
Keyinchalik gravitatsion to'lqin antennalari sezilarli darajada yaxshilandi. 1967 yilda amerikalik fizik Bill Feyrbank ularni suyuq geliyda sovutishni taklif qildi. Bu nafaqat termal shovqinning ko'p qismidan xalos bo'lish imkonini berdi, balki eng aniq ultra sezgir magnitometrlar bo'lgan SQUIDs (o'ta o'tkazuvchan kvant interferometrlari) dan foydalanish imkoniyatini ochdi. Ushbu g'oyani amalga oshirish juda ko'p texnik qiyinchiliklarga duch keldi va Feyrbankning o'zi buni ko'rish uchun yashamadi. 1980-yillarning boshlariga kelib, Stenford universiteti fiziklari 10-18 sezgirlikdagi qurilma qurdilar, ammo to'lqinlar aniqlanmadi. Hozir bir qator mamlakatlarda mutlaq noldan atigi o'ndan va yuzdan bir daraja yuqori haroratlarda ishlaydigan tortishish to'lqinlarining ultra-kriogen tebranish detektorlari mavjud. Bu, masalan, Paduada AURIGA o'rnatilishi. Uning uchun antenna alyuminiy-magniy qotishmasidan yasalgan uch metrli silindr bo'lib, diametri 60 sm va og'irligi 2,3 tonnani tashkil etadi, u 0,1 K gacha sovutilgan vakuum kamerasida (chastotasi bilan) osilgan. taxminan 1000 Gts) og'irligi 1 kg bo'lgan yordamchi rezonatorga uzatiladi, u bir xil chastotada tebranadi, lekin ancha katta amplituda. Ushbu tebranishlar o'lchash uskunalari orqali qayd etiladi va kompyuter yordamida tahlil qilinadi. AURIGA kompleksining sezgirligi taxminan 10 -20 -10 -21 ni tashkil qiladi.
Interferometrlar
Gravitatsion to'lqinlarni aniqlashning yana bir usuli yorug'lik nurlari foydasiga massiv rezonatorlardan voz kechishga asoslangan. Buni birinchi marta 1962 yilda sovet fiziklari Mixail Gerzenshteyn va Vladislav Pustovoit, ikki yildan keyin esa Veber taklif qilgan. 1970-yillarning boshlarida korporatsiya tadqiqot laboratoriyasi xodimi Hughes samolyoti Robert Forvard (Veberning sobiq aspiranti, keyinchalik juda mashhur ilmiy fantastika yozuvchisi) birinchi bunday detektorni juda yaxshi sezgirlik bilan yaratdi. Shu bilan birga, Massachusets Texnologiya Instituti (MIT) professori Rayner Vayss optik usullar yordamida tortishish to'lqinlarini qayd etish imkoniyatlarini juda chuqur nazariy tahlil qildi.
Ushbu usullar 125 yil oldin fizik Albert Mishelson yorug'lik tezligi barcha yo'nalishlarda qat'iy bir xil ekanligini isbotlagan qurilmaning analoglaridan foydalanishni o'z ichiga oladi. Ushbu o'rnatishda Mishelson interferometri, yorug'lik nuri shaffof plastinkaga uriladi va ikkita o'zaro perpendikulyar nurlarga bo'linadi, ular plastinkadan bir xil masofada joylashgan ko'zgulardan aks etadi. Keyin nurlar yana birlashadi va ekranga tushadi, bu erda interferentsiya naqshlari paydo bo'ladi (yorug'lik va quyuq chiziqlar va chiziqlar). Agar yorug'lik tezligi uning yo'nalishiga bog'liq bo'lsa, unda butun o'rnatish aylantirilganda, bu rasm o'zgarishi kerak, agar bo'lmasa, u avvalgidek qolishi kerak;
Gravitatsion to'lqin shovqin detektori xuddi shunday ishlaydi. O'tgan to'lqin bo'shliqni deformatsiya qiladi va interferometrning har bir qo'lining uzunligini o'zgartiradi (yorug'likning ajratgichdan oynaga o'tadigan yo'li), bir qo'lni cho'zadi va ikkinchisini siqadi. Interferentsiya sxemasi o'zgaradi va buni qayd etish mumkin. Ammo bu oson emas: agar interferometrning qo'llarining uzunligida kutilgan nisbiy o'zgarish 10 -20 bo'lsa, u holda qurilmaning stol usti o'lchami (Mishelson kabi) bilan 10 amplitudali tebranishlarga olib keladi - 18 sm. Taqqoslash uchun: ko'rinadigan yorug'lik to'lqinlari 10 trillion marta uzunroq! Siz elkalarining uzunligini bir necha kilometrga oshirishingiz mumkin, ammo muammolar hali ham saqlanib qoladi. Lazer yorug'lik manbai kuchli va chastotada barqaror bo'lishi kerak, nometall mukammal tekis va mukammal aks ettiruvchi bo'lishi kerak, yorug'lik o'tadigan quvurlardagi vakuum imkon qadar chuqur bo'lishi kerak va butun tizimning mexanik barqarorligi bo'lishi kerak. haqiqatdan ham mukammal. Muxtasar qilib aytganda, tortishish to'lqinlarining shovqin detektori qimmat va katta hajmli qurilmadir.
Bugungi kunda bunday turdagi eng katta o'rnatish Amerika LIGO kompleksidir (Yorug'lik interferometri Gravitatsion to'lqinlar rasadxonasi). U ikkita rasadxonadan iborat boʻlib, ulardan biri AQShning Tinch okeani sohilida, ikkinchisi esa Meksika koʻrfazi yaqinida joylashgan. O'lchovlar to'rt kilometr uzunlikdagi qo'llar bilan uchta interferometr (ikkitasi Vashington shtatida, bittasi Luiziana shtatida) yordamida amalga oshiriladi. O'rnatish oyna yorug'lik akkumulyatorlari bilan jihozlangan, bu uning sezgirligini oshiradi. LIGO kompleksi vakili, Sirakuza universitetining fizika professori Piter Solson, Popular Mechanics nashriga bergan intervyusida 2005 yilning noyabr oyidan buyon barcha uchta interferometrimiz normal ishlamoqda. - Biz eng kuchli o'ta yangi yulduz portlashlari va neytron yulduzlar va qora tuynuklarning birlashishi paytida paydo bo'lgan o'nlab va yuzlab gerts chastotali tortishish to'lqinlarini aniqlashga urinayotgan boshqa rasadxonalar bilan doimiy ravishda ma'lumot almashamiz. Hannoverdan 25 km uzoqlikda joylashgan nemis interferometri GEO 600 (qo'l uzunligi - 600 m) hozirda ishlamoqda. 300 metrli yapon TAMA asbobi hozirda takomillashtirilmoqda. Piza yaqinidagi uch kilometrlik Virgo detektori 2007 yil boshida sa'y-harakatlarga qo'shiladi va 50 Gts dan past chastotalarda u LIGO'dan oshib ketishi mumkin bo'ladi. Ultrakriogen rezonatorli o'rnatishlar samaradorligini oshirish bilan ishlaydi, garchi ularning sezgirligi biznikidan biroz pastroq.
Istiqbollar
Gravitatsion to'lqinlarni aniqlash usullarini yaqin kelajakda nima kutmoqda? Professor Rayner Vayss Popular Mechanics nashriga bu haqda shunday dedi: “Bir necha yildan so‘ng LIGO majmuasi observatoriyalarida yanada kuchli lazerlar va yanada ilg‘or detektorlar o‘rnatiladi, bu esa sezgirlikning 15 barobar oshishiga olib keladi. Endi u 10 -21 (taxminan 100 Gts chastotalarda) va modernizatsiyadan so'ng u 10 -22 dan oshadi. Yangilangan “Advanced LIGO” kompleksi koinotga kirish chuqurligini 15 barobar oshiradi. Bu loyihada gravitatsion to‘lqinlarni o‘rganish bo‘yicha kashshoflardan biri, Moskva davlat universiteti professori Vladimir Braginskiy faol ishtirok etmoqda.
LISA kosmik interferometrini ishga tushirish keyingi o'n yillikning o'rtalarida rejalashtirilgan ( Lazerli interferometr kosmik antenna) uzunligi 5 million kilometr bo'lgan bu NASA va Yevropa kosmik agentligining qo'shma loyihasidir. Ushbu rasadxonaning sezgirligi yerga asoslangan asboblar imkoniyatlaridan yuzlab marta yuqori bo'ladi. U, birinchi navbatda, atmosfera va seysmik shovqinlar tufayli Yer yuzasida aniqlanmaydigan past chastotali (10 -4 -10 -1 Gts) tortishish to'lqinlarini qidirish uchun mo'ljallangan. Bunday to'lqinlar Kosmosning odatiy aholisi bo'lgan qo'sh yulduz tizimlari tomonidan chiqariladi. LISA shuningdek, oddiy yulduzlar qora tuynuklar tomonidan iste'mol qilinganda hosil bo'ladigan tortishish to'lqinlarini ham aniqlay oladi. Ammo Katta portlashdan keyingi dastlabki daqiqalarda materiya holati to'g'risida ma'lumot olib yuradigan relikt tortishish to'lqinlarini aniqlash uchun yanada rivojlangan kosmik asboblar talab qilinadi. Bunday o'rnatish Katta portlash kuzatuvchisi, hozirda muhokama qilinmoqda, ammo 30-40 yildan ko'ra ertaroq yaratilishi va ishga tushirilishi dargumon.
Astrofiziklar gravitatsion to‘lqinlar mavjudligini tasdiqladilar, ularning mavjudligini taxminan 100 yil avval Albert Eynshteyn bashorat qilgan edi. Ular AQShda joylashgan LIGO gravitatsion to‘lqinlar observatoriyasidagi detektorlar yordamida aniqlangan.
Tarixda birinchi marta insoniyat gravitatsion to'lqinlarni - koinotda uzoqda sodir bo'lgan ikkita qora tuynukning to'qnashuvi natijasida Yerga kelgan fazo-vaqt tebranishlarini qayd etdi. Bu kashfiyotga rus olimlari ham hissa qo'shdilar. Payshanba kuni tadqiqotchilar butun dunyo bo'ylab - Vashington, London, Parij, Berlin va boshqa shaharlarda, shu jumladan Moskvada kashfiyotlari haqida gapirishadi.
Suratda qora tuynuk to‘qnashuvi simulyatsiyasi ko‘rsatilgan
Rambler&Co ofisida bo'lib o'tgan matbuot anjumanida LIGO hamkorligining Rossiya qismi rahbari Valeriy Mitrofanov tortishish to'lqinlarining kashf etilishini e'lon qildi:
“Biz ushbu loyihada ishtirok etish va natijalarni sizlarga taqdim etish sharafiga muyassar bo'ldik. Endi men sizga rus tilida kashfiyotning ma'nosini aytib beraman. Biz AQShda LIGO detektorlarining chiroyli suratlarini ko'rdik. Ularning orasidagi masofa 3000 km. Gravitatsion to'lqin ta'sirida detektorlardan biri siljidi, shundan so'ng biz ularni topdik. Avvaliga biz kompyuterda shunchaki shovqinni ko'rdik, keyin Hamford detektorlarining massasi chayqalay boshladi. Olingan ma'lumotlarni hisoblab chiqqandan so'ng, biz 1,3 milliard masofada to'qnashgan qora tuynuklar ekanligini aniqlashga muvaffaq bo'ldik. yorug'lik yillari uzoqda. Signal juda aniq edi, shovqindan juda aniq chiqdi. Ko'pchilik bizga omadli ekanligini aytishdi, lekin tabiat bizga shunday sovg'a berdi. Gravitatsion to'lqinlar kashf qilindi, bu aniq."
Astrofiziklar LIGO gravitatsion to‘lqinlar observatoriyasidagi detektorlar yordamida gravitatsion to‘lqinlarni aniqlay olgani haqidagi mish-mishlarni tasdiqladi. Ushbu kashfiyot insoniyatga koinot qanday ishlashini tushunishda sezilarli yutuqlarga erishishga imkon beradi.
Kashfiyot 2015-yil 14-sentabrda Vashington va Luizianadagi ikkita detektor bilan bir vaqtda sodir bo‘lgan. Signal detektorlarga ikkita qora tuynukning to‘qnashuvi natijasida yetib keldi. To'qnashuv natijasida tortishish to'lqinlari ekanligini tekshirish uchun olimlar juda ko'p vaqt talab qildi.
Teshiklarning to'qnashuvi yorug'lik tezligining taxminan yarmi tezligida sodir bo'ldi, bu taxminan 150,792,458 m / s.
"Nyuton tortishish kuchi tekis fazoda tasvirlangan va Eynshteyn uni vaqt tekisligiga o'tkazgan va uni egishini taxmin qilgan. Gravitatsion o'zaro ta'sir juda zaif. Yerda tortishish to'lqinlarini yaratish bo'yicha tajribalar mumkin emas. Ular qora tuynuklar birlashgandan keyingina topilgan. Tasavvur qiling-a, detektor 10 dan -19 metrga siljidi. Siz buni qo'llaringiz bilan his qila olmaysiz. Faqat juda aniq asboblar yordamida. Buni qanday qilish kerak? O'zgarish qayd etilgan lazer nuri tabiatan noyob edi. LIGO ning ikkinchi avlod lazerli tortish antennasi 2015 yilda ishga tushdi. Sezuvchanlik gravitatsiyaviy buzilishlarni taxminan oyda bir marta aniqlash imkonini beradi. Bu ilg'or dunyo va Amerika fani dunyoda bundan aniqroq narsa yo'q; Umid qilamizki, u standart kvant sezuvchanlik chegarasini yengib chiqa oladi”, — deyiladi kashfiyotda. Sergey Vyatchanin, Moskva davlat universitetining fizika fakulteti xodimi va LIGO hamkorligi.
Kvant mexanikasidagi standart kvant chegarasi (SQL) operator tomonidan tasvirlangan har qanday miqdorni uzluksiz yoki qayta-qayta o'lchash aniqligiga qo'yilgan cheklovdir, u turli vaqtlarda o'zi bilan o'zgarmaydi. 1967 yilda V.B.Braginskiy tomonidan bashorat qilingan va standart kvant chegarasi (SQL) atamasi keyinroq Torn tomonidan taklif qilingan. SKP Heisenberg noaniqlik munosabati bilan chambarchas bog'liq.
Xulosa qilib, Valeriy Mitrofanov keyingi tadqiqotlar rejalari haqida gapirdi:
“Bu kashfiyot yangi gravitatsion to‘lqin astronomiyasining boshlanishi. Gravitatsion to'lqinlar kanali orqali biz koinot haqida ko'proq ma'lumot olishni kutamiz. Biz faqat 5% materiyaning tarkibini bilamiz, qolganlari sir. Gravitatsion detektorlar osmonni "gravitatsion to'lqinlar" shaklida ko'rishga imkon beradi. Kelajakda biz hamma narsaning boshlanishini, ya'ni Katta portlashning relikt nurlanishini ko'rishga va o'sha paytda nima sodir bo'lganini tushunishga umid qilamiz.
Gravitatsion to'lqinlar birinchi marta Albert Eynshteyn tomonidan 1916 yilda, deyarli roppa-rosa 100 yil oldin taklif qilingan. To'lqinlar uchun tenglama nisbiylik nazariyasi tenglamalarining natijasi bo'lib, eng oddiy tarzda chiqarilmaydi.
Kanadalik nazariy fizik Klifford Burgess avvalroq observatoriya 36 va 29 quyosh massali qora tuynuklardan iborat ikkilik sistemaning massasi 62 quyosh massasi boʻlgan obʼyektga qoʻshilishi natijasida paydo boʻlgan tortishish nurlanishini aniqlagani haqida xat eʼlon qilgan edi. To'qnashuv va assimetrik tortishish qulashi soniyalarning bir qismiga to'g'ri keladi va bu vaqt davomida tizim massasining 50 foizigacha bo'lgan energiya tortishish nurlanishiga - fazo-vaqtdagi to'lqinlarga yo'qoladi.
Gravitatsiya to'lqini tortishishning ko'pgina nazariyalarida o'zgaruvchan tezlanishga ega tortishish jismlarining harakati natijasida hosil bo'lgan tortishish to'lqinidir. Gravitatsion kuchlarning nisbiy zaifligi (boshqalarga nisbatan) tufayli bu to'lqinlar juda kichik kattalikka ega bo'lishi kerak, ro'yxatga olish qiyin. Ularning mavjudligi taxminan bir asr oldin Albert Eynshteyn tomonidan bashorat qilingan.
Albert Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi doirasidagi nazariy bashoratidan yuz yil o'tgach, olimlar tortishish to'lqinlarining mavjudligini tasdiqlashga muvaffaq bo'lishdi. Chuqur fazoni o'rganishning tubdan yangi usuli - tortishish to'lqini astronomiyasi davri boshlanadi.
Turli xil kashfiyotlar mavjud. Tasodifiylari bor, ular astronomiyada keng tarqalgan. Uilyam Gerschel tomonidan Uranni kashf qilish kabi ehtiyotkorlik bilan "hududni tarash" natijasida yaratilgan mutlaqo tasodifiy emas. Serendipallari bor - ular bir narsani qidirib, boshqasini topganlarida: masalan, Amerikani kashf qilishdi. Ammo rejalashtirilgan kashfiyotlar fanda alohida o'rin tutadi. Ular aniq nazariy bashoratga asoslanadi. Bashorat qilingan narsa birinchi navbatda nazariyani tasdiqlash uchun qidiriladi. Bunday kashfiyotlar qatoriga Katta adron kollayderida Xiggs bozonining ochilishi va LIGO lazer interferometri gravitatsion to‘lqinlar observatoriyasi yordamida tortishish to‘lqinlarini aniqlash kiradi. Ammo nazariya tomonidan bashorat qilingan ba'zi bir hodisani ro'yxatdan o'tkazish uchun siz aniq nimani va qaerga qarash kerakligini, shuningdek, buning uchun qanday vositalar kerakligini juda yaxshi tushunishingiz kerak.
Gravitatsion to'lqinlar an'anaviy ravishda umumiy nisbiylik nazariyasi (GTR) ning bashorati deb ataladi va bu haqiqatan ham shunday (garchi hozirda bunday to'lqinlar GTRga muqobil yoki qo'shimcha bo'lgan barcha modellarda mavjud). To'lqinlarning paydo bo'lishi tortishish o'zaro ta'sirining tarqalish tezligining cheksizligi bilan bog'liq (umumiy nisbiylikda bu tezlik yorug'lik tezligiga to'liq teng). Bunday to'lqinlar manbadan tarqaladigan fazo-vaqtdagi buzilishlardir. Gravitatsion to'lqinlar paydo bo'lishi uchun manba pulsatsiyalanishi yoki tezlashtirilgan tezlikda harakatlanishi kerak, lekin ma'lum bir tarzda. Aytaylik, mukammal sferik yoki silindrsimon simmetriyaga ega harakatlar mos emas. Bunday manbalar juda ko'p, lekin ko'pincha ular kichik massaga ega, kuchli signal yaratish uchun etarli emas. Axir, tortishish kuchi to'rtta asosiy o'zaro ta'sirning eng zaifidir, shuning uchun tortishish signalini ro'yxatga olish juda qiyin. Bundan tashqari, ro'yxatdan o'tish uchun signal vaqt o'tishi bilan tez o'zgarishi kerak, ya'ni u etarlicha yuqori chastotaga ega. Aks holda, biz uni ro'yxatdan o'tkaza olmaymiz, chunki o'zgarishlar juda sekin bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, ob'ektlar ham ixcham bo'lishi kerak.
Dastlab, biznikiga o'xshash galaktikalarda bir necha o'n yilliklarda sodir bo'ladigan o'ta yangi yulduz portlashlari katta ishtiyoqni keltirib chiqardi. Bu shuni anglatadiki, agar biz signalni bir necha million yorug'lik yili masofasidan ko'rishga imkon beradigan sezgirlikka erisha olsak, yiliga bir nechta signallarga ishonishimiz mumkin. Ammo keyinroq ma'lum bo'ldiki, o'ta yangi yulduz portlashi paytida tortishish to'lqinlari ko'rinishidagi energiyani chiqarish kuchining dastlabki baholari juda optimistik edi va bunday zaif signalni faqat bizning Galaktikamizda o'ta yangi yulduz paydo bo'lgan taqdirdagina aniqlash mumkin edi.
Tez harakatlanadigan massiv ixcham jismlar uchun yana bir variant neytron yulduzlar yoki qora tuynuklardir. Biz ularning shakllanish jarayonini yoki bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonini ko'rishimiz mumkin. Yulduz yadrolari qulashining so'nggi bosqichlari, ixcham ob'ektlarning shakllanishiga olib keladi, shuningdek, neytron yulduzlari va qora tuynuklarning qo'shilishining oxirgi bosqichlari bir necha millisekundlar tartibiga ega (bu chastotaga to'g'ri keladi). yuzlab gerts) - kerakli narsa. Bunday holda, juda ko'p energiya, shu jumladan (va ba'zan asosan) tortishish to'lqinlari shaklida chiqariladi, chunki massiv ixcham jismlar ma'lum tez harakatlarni amalga oshiradi. Bu bizning ideal manbalarimiz.
To'g'ri, o'ta yangi yulduzlar Galaktikada bir necha o'n yilda bir marta otilib chiqadi, neytron yulduzlarining birlashishi har ikki o'n ming yilda bir marta sodir bo'ladi va qora tuynuklar bir-biri bilan kamroq qo'shiladi. Ammo signal ancha kuchli va uning xususiyatlarini juda aniq hisoblash mumkin. Ammo endi biz bir necha o'n minglab galaktikalarni qamrab olish va bir yilda bir nechta signallarni aniqlash uchun signalni bir necha yuz million yorug'lik yili masofasidan ko'ra olishimiz kerak.
Manbalar to'g'risida qaror qabul qilib, biz detektorni loyihalashni boshlaymiz. Buning uchun siz tortishish to'lqinining nima qilishini tushunishingiz kerak. Tafsilotlarga to‘xtalmasdan aytishimiz mumkinki, tortishish to‘lqinining o‘tishi to‘lqin kuchini keltirib chiqaradi (oddiy oy yoki quyosh to‘lqinlari alohida hodisa, tortishish to‘lqinlarining bunga hech qanday aloqasi yo‘q). Shunday qilib, siz, masalan, metall tsilindrni olishingiz, uni sensorlar bilan jihozlashingiz va uning tebranishlarini o'rganishingiz mumkin. Bu qiyin emas, shuning uchun bunday qurilmalar yarim asr oldin ishlab chiqarila boshlandi (ular Rossiyada ham mavjud; hozirda MDU SAIning Valentin Rudenko jamoasi tomonidan ishlab chiqilgan takomillashtirilgan detektor Baksan er osti laboratoriyasida o'rnatilmoqda). Muammo shundaki, bunday qurilma hech qanday tortishish to'lqinlarisiz signalni ko'radi. Ko'p shovqinlar mavjud, ular bilan kurashish qiyin. Detektorni er ostiga o'rnatish mumkin (va amalga oshirildi!), uni izolyatsiya qilishga harakat qiling, past haroratgacha sovutib oling, ammo shovqin darajasidan oshib ketish uchun siz hali ham juda kuchli gravitatsion to'lqin signaliga muhtojsiz. Ammo kuchli signallar kamdan-kam hollarda keladi.
Shuning uchun tanlov 1962 yilda Vladislav Pustovoit va Mixail Gerzenshteyn tomonidan ilgari surilgan boshqa sxema foydasiga amalga oshirildi. JETP (Journal of Experimental and Theorical Physics) jurnalida chop etilgan maqolada ular tortishish to‘lqinlarini aniqlash uchun Mishelson interferometridan foydalanishni taklif qilishdi. Lazer nurlari interferometrning ikki qo'lidagi ko'zgular orasidan o'tadi va keyin turli qo'llarning nurlari qo'shiladi. Nur shovqinining natijasini tahlil qilib, qo'l uzunliklarining nisbiy o'zgarishini o'lchash mumkin. Bu juda aniq o'lchovlar, shuning uchun siz shovqinni yengsangiz, hayoliy sezgirlikka erishishingiz mumkin.
1990-yillarning boshlarida ushbu dizayn yordamida bir nechta detektorlarni qurishga qaror qilindi. Birinchi bo'lib texnologiyani sinab ko'rish uchun nisbatan kichik qurilmalar, Evropada GEO600 va Yaponiyada TAMA300 (raqamlar metrdagi qo'l uzunligiga mos keladi) ishga tushdi. Ammo asosiy o'yinchilar AQShdagi LIGO va Evropadagi VIRGO qurilmalari bo'lishi kerak edi. Ushbu asboblarning o'lchamlari allaqachon kilometrlarda o'lchanadi va yakuniy rejalashtirilgan sezgirlik yiliga o'nlab, balki yuzlab hodisalarni ko'rishga imkon berishi kerak.
Nima uchun bir nechta qurilmalar kerak? Asosan o'zaro tekshirish uchun, chunki mahalliy shovqinlar mavjud (masalan, seysmik). Qo'shma Shtatlar va Italiyaning shimoli-g'arbiy qismida signalni bir vaqtning o'zida aniqlash uning tashqi kelib chiqishining ajoyib dalili bo'ladi. Ammo ikkinchi sabab bor: tortishish to'lqinlari detektorlari manbaga yo'nalishni aniqlashda juda yomon. Ammo bir-biridan bir nechta detektorlar bo'lsa, yo'nalishni juda aniq ko'rsatish mumkin bo'ladi.
Lazer gigantlari
Asl shaklida LIGO detektorlari 2002 yilda, VIRGO detektorlari esa 2003 yilda qurilgan. Rejaga ko'ra, bu faqat birinchi bosqich edi. Barcha qurilmalar bir necha yillar davomida ishlagan va 2010-2011 yillarda rejalashtirilgan yuqori sezuvchanlikka erishish uchun ular o'zgartirishlar uchun to'xtatilgan. LIGO detektorlari birinchi bo'lib 2015 yil sentyabr oyida ishlay boshladi, VIRGO 2016 yilning ikkinchi yarmida qo'shilishi kerak va bu bosqichdan boshlab sezgirlik yiliga kamida bir nechta hodisalarni qayd etishga umid qilish imkonini beradi.
LIGO ishlay boshlaganidan so'ng, kutilgan portlash tezligi oyiga taxminan bir voqea edi. Astrofiziklar birinchi kutilgan hodisalar qora tuynuklarning birlashishi bo'lishini oldindan taxmin qilishgan. Buning sababi shundaki, qora tuynuklar odatda neytron yulduzlarga qaraganda o'n baravar og'irroq, signal kuchliroq va u uzoq masofalardan "ko'rinib turadi" va bu galaktikadagi hodisalarning past tezligini qoplaydi. Yaxshiyamki, biz uzoq kutishimiz shart emas edi. 2015-yil 14-sentabrda ikkala qurilma ham GW150914 deb nomlangan deyarli bir xil signalni qayd etdi.
Juda oddiy tahlil yordamida qora tuynuk massalari, signal kuchi va manbagacha bo'lgan masofa kabi ma'lumotlarni olish mumkin. Qora tuynuklarning massasi va o'lchamlari juda oddiy va ma'lum bo'lgan tarzda bog'liq bo'lib, signal chastotasidan energiya ajralib chiqadigan hududning hajmini darhol taxmin qilish mumkin. Bu holda, o'lcham massasi 25-30 va 35-40 quyosh massasi bo'lgan ikkita teshikdan massasi 60 dan ortiq quyosh massasi bo'lgan qora tuynuk hosil bo'lganligini ko'rsatdi. Ushbu ma'lumotlarni bilib, portlashning umumiy energiyasini olish mumkin. Deyarli uchta quyosh massasi gravitatsiyaviy nurlanishga aylantirildi. Bu 1023 ta quyosh nurlarining yorqinligiga to'g'ri keladi - bu vaqt ichida koinotning ko'rinadigan qismidagi barcha yulduzlar chiqaradigan miqdor (soniyaning yuzdan bir qismi). Va o'lchangan signalning ma'lum energiyasi va kattaligidan masofa olinadi. Birlashtirilgan jismlarning katta massasi uzoq galaktikada sodir bo'lgan voqeani qayd etish imkonini berdi: signal bizga yetib borishi uchun taxminan 1,3 milliard yil kerak bo'ldi.
Batafsilroq tahlil qilish qora tuynuklarning massa nisbatini aniqlashtirish va ularning o'z o'qi atrofida qanday aylanishlarini tushunish, shuningdek, boshqa parametrlarni aniqlash imkonini beradi. Bundan tashqari, ikkita o'rnatish signali portlash yo'nalishini taxminan aniqlash imkonini beradi. Afsuski, bu erda aniqlik hali juda yuqori emas, lekin yangilangan VIRGO ishga tushirilishi bilan u ortadi. Va bir necha yil ichida Yaponiyaning KAGRA detektori signallarni qabul qila boshlaydi. Keyin LIGO detektorlaridan biri (dastlab uchtasi bor edi, o'rnatishlardan biri qo'sh edi) Hindistonda yig'iladi va yiliga o'nlab voqealar qayd etilishi kutilmoqda.
Yangi astronomiya davri
Ayni paytda LIGO ishining eng muhim natijasi tortishish to‘lqinlarining mavjudligini tasdiqlashdir. Bundan tashqari, birinchi portlash gravitonning massasiga cheklovlarni yaxshilashga imkon berdi (umumiy nisbiylik nuqtai nazaridan u nol massaga ega), shuningdek, tortishishning tarqalish tezligi va tortishish tezligi o'rtasidagi farqni yanada kuchliroq cheklash imkonini berdi. yorug'lik. Ammo olimlar 2016 yilda LIGO va VIRGO yordamida ko'plab yangi astrofizik ma'lumotlarni olishlariga umid qilishmoqda.
Birinchidan, gravitatsion to'lqinlar observatoriyalaridan olingan ma'lumotlar qora tuynuklarni o'rganish uchun yangi yo'lni taqdim etadi. Agar ilgari faqat ushbu ob'ektlar yaqinidagi materiya oqimini kuzatish mumkin bo'lsa, endi siz to'g'ridan-to'g'ri qora tuynukning birlashishi va "tinchlanish" jarayonini, uning gorizonti o'zining yakuniy shaklini olgan holda qanday o'zgarishini "ko'rishingiz" mumkin ( aylanish bilan belgilanadi). Ehtimol, Xoking tomonidan qora tuynuklarning bug'lanishi kashf qilinmaguncha (hozircha bu jarayon gipoteza bo'lib qolmoqda), qo'shilishlarni o'rganish ular haqida to'g'ridan-to'g'ri yaxshiroq ma'lumot beradi.
Ikkinchidan, neytron yulduzlarining birlashishi kuzatuvlari ushbu ob'ektlar haqida juda ko'p yangi, shoshilinch zarur ma'lumotlarni beradi. Birinchi marta biz neytron yulduzlarini fiziklar zarrachalarni o'rganishi kabi o'rganishimiz mumkin bo'ladi: ularning ichida qanday ishlashini tushunish uchun ularning to'qnashuvini tomosha qilish. Neytron yulduzlarining ichki tuzilishining sirlari astrofiziklarni ham, fiziklarni ham tashvishga solmoqda. Yadro fizikasi va materiyaning o'ta yuqori zichlikdagi xatti-harakatlari haqidagi tushunchamiz bu muammoni hal qilmasdan to'liq emas. Bu yerda gravitatsion to‘lqinlarni kuzatish asosiy rol o‘ynashi ehtimoldan xoli emas.
Neytron yulduzlarining birlashishi qisqa kosmologik gamma-nurlarining portlashlari uchun javobgardir, deb ishoniladi. Kamdan-kam hollarda hodisani bir vaqtning o'zida gamma diapazonida ham, tortishish to'lqinlari detektorlarida ham kuzatish mumkin bo'ladi (kamdan-kam hollarda, birinchi navbatda, gamma signali juda tor nurda to'planganligi bilan bog'liq va u emas. har doim bizga qaratilgan, lekin ikkinchidan, biz juda uzoq hodisalardan tortishish to'lqinlarini qayd etmaymiz). Ko'rinib turibdiki, buni ko'rish uchun bir necha yillik kuzatish kerak bo'ladi (garchi, odatdagidek, omadingiz bo'lishi mumkin va bu bugun sodir bo'ladi). Shunda, boshqa narsalar qatorida, biz tortishish tezligini yorug'lik tezligi bilan juda aniq taqqoslay olamiz.
Shunday qilib, lazer interferometrlari birgalikda yagona tortishish to'lqinli teleskopi sifatida ishlaydi va astrofiziklarga ham, fiziklarga ham yangi bilimlarni olib keladi. Ertami-kechmi birinchi portlashlarni kashf qilish va ularni tahlil qilish uchun munosib Nobel mukofoti beriladi.
11-fevral, payshanba kuni LIGO Scientific Collaboration xalqaro loyihasining bir guruh olimlari 1916-yilda Albert Eynshteyn tomonidan bashorat qilingan muvaffaqiyatga erishganliklarini e’lon qilishdi. Tadqiqotchilarning so‘zlariga ko‘ra, 2015-yilning 14-sentabrida ular massasi Quyoshnikidan 29 va 36 baravar katta bo‘lgan ikkita qora tuynukning to‘qnashishi natijasida yuzaga kelgan tortishish to‘lqinini qayd etgan, shundan so‘ng ular bitta yirik qora tuynukga birlashgan. Ularning so'zlariga ko'ra, bu bizning galaktikamizdan 410 megaparsek masofada 1,3 milliard yil oldin sodir bo'lgan.
LIGA.net gravitatsion to‘lqinlar va keng ko‘lamli kashfiyot haqida batafsil gapirib berdi Bogdan Xnatik, ukrainalik olim, astrofizik, fizika-matematika fanlari doktori, Taras Shevchenko nomidagi Kiev Milliy universiteti Astronomiya rasadxonasining yetakchi ilmiy xodimi, 2001 yildan 2004 yilgacha rasadxonaga rahbarlik qilgan.
Oddiy so'zlar bilan nazariya
Fizika jismlarning oʻzaro taʼsirini oʻrganadi. Jismlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirning to'rt turi mavjudligi aniqlandi: elektromagnit, kuchli va zaif yadroviy o'zaro ta'sir va tortishish o'zaro ta'siri, biz buni hammamiz his qilamiz. Gravitatsion o'zaro ta'sir tufayli sayyoralar Quyosh atrofida aylanadi, jismlar og'irlik qiladi va erga tushadi. Odamlar doimo tortishish kuchi bilan o'zaro ta'sirga duch kelishadi.
1916 yilda, 100 yil oldin, Albert Eynshteyn Nyutonning tortishish nazariyasini takomillashtirgan tortishish nazariyasini yaratdi, uni matematik jihatdan to'g'ri qildi: u fizikaning barcha talablariga javob bera boshladi va tortishish juda katta tezlikda tarqalishini hisobga ola boshladi. yuqori, lekin cheklangan tezlik. Bu haqli ravishda Eynshteynning eng katta yutuqlaridan biridir, chunki u bugungi kunda biz kuzatayotgan fizikaning barcha hodisalariga mos keladigan tortishish nazariyasini yaratdi.
Bu nazariya ham mavjudligini taklif qildi tortishish to'lqinlari. Ushbu bashoratning asosi tortishish to'lqinlarining ikkita massiv jismning birlashishi natijasida yuzaga keladigan tortishish o'zaro ta'siri natijasida mavjudligi edi.
Gravitatsion to'lqin nima
Murakkab tilda bu fazo-vaqt ko'rsatkichining qo'zg'alishi. "Aytaylik, kosmosning ma'lum bir egiluvchanligi bor va to'lqinlar u orqali o'tishi mumkin. Bu biz toshni suvga tashlaganimizda va undan to'lqinlar tarqalib ketganda", dedi LIGA.net ga.
Olimlar koinotda xuddi shunday tebranish sodir bo'lganligini va tortishish to'lqini barcha yo'nalishlarda harakat qilganini tajriba orqali isbotlay oldilar. "Astrofizik jihatdan birinchi marta ikkilik tizimning bunday halokatli evolyutsiyasi hodisasi qayd etildi, bunda ikkita ob'ekt bitta ob'ektga qo'shiladi va bu qo'shilish tortishish energiyasining juda qizg'in chiqishiga olib keladi, keyinchalik u kosmosda shaklda tarqaladi. tortishish to'lqinlari, - deb tushuntirdi olim.
Bu qanday ko'rinishga ega (foto - EPA)
Bu tortishish to'lqinlari juda zaif va ular fazo-vaqtni silkitishi uchun juda katta va massiv jismlarning o'zaro ta'siri, tortishish maydonining intensivligi hosil bo'lish nuqtasida yuqori bo'lishi uchun zarurdir. Ammo, ularning zaifligiga qaramay, kuzatuvchi ma'lum vaqtdan keyin (signal tezligiga bo'lingan shovqingacha bo'lgan masofaga teng) ushbu tortishish to'lqinini qayd qiladi.
Bir misol keltiramiz: agar Yer Quyoshga tushib qolsa, u holda tortishish kuchining o‘zaro ta’siri sodir bo‘lardi: tortishish energiyasi ajralib chiqadi, gravitatsion sferik simmetrik to‘lqin hosil bo‘ladi va kuzatuvchi uni qayd eta oladi. "Astrofizika nuqtai nazaridan o'xshash, ammo noyob hodisa bu erda sodir bo'ldi: ikkita katta jism to'qnashdi - ikkita qora tuynuk", dedi Gnatik.
Keling, nazariyaga qaytaylik
Qora tuynuk - bu Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasining yana bir bashorati bo'lib, u juda katta massaga ega bo'lgan, ammo bu massa kichik hajmda to'plangan jism, uning yopilishigacha atrofidagi bo'shliqni sezilarli darajada buzishga qodir. Ya'ni, bu jismning massasining kritik kontsentratsiyasiga erishilganda - tananing o'lchami tortishish radiusi deb ataladigan narsadan kichik bo'lsa, u holda bu jism atrofidagi bo'shliq yopiladi va uning topologiyasi bo'ladi deb taxmin qilingan. shunday bo'ladiki, undan hech qanday signal yopiq bo'shliqdan tashqariga tarqalmaydi.
"Ya'ni, qora tuynuk, oddiy so'z bilan aytganda, juda og'ir bo'lgan massiv ob'ekt bo'lib, u o'z atrofida fazo-vaqtni yopadi", deydi olim.
Va biz, uning so'zlariga ko'ra, bu ob'ektga har qanday signal yuborishimiz mumkin, lekin u ularni bizga yubora olmaydi. Ya'ni, hech qanday signal qora tuynukdan nariga o'ta olmaydi.
Qora tuynuk oddiy fizik qonunlar asosida yashaydi, lekin kuchli tortishish natijasida hech bir moddiy jism, hatto foton ham bu tanqidiy sirtdan tashqariga chiqa olmaydi. Qora tuynuklar oddiy yulduzlar evolyutsiyasi jarayonida, markaziy yadro parchalanib, yulduz materiyasining bir qismi qulab, qora tuynukga aylanganda, yulduzning boshqa qismi esa o'ta yangi yulduz qobig'i shaklida otilib chiqib, hosil bo'ladi. o'ta yangi yulduzning "portlashi" deb ataladigan narsa.
Biz tortishish to'lqinini qanday ko'rdik
Keling, misol keltiraylik. Suv yuzasida ikkita suzuvchi bo'lsa va suv tinch bo'lsa, ular orasidagi masofa doimiy bo'ladi. To'lqin kelganda, u bu suzuvchilarni siqib chiqaradi va suzuvchilar orasidagi masofa o'zgaradi. To'lqin o'tdi - va suzuvchilar avvalgi holatiga qaytadi va ular orasidagi masofa tiklanadi.
Gravitatsion to'lqin fazo-vaqtda xuddi shunday tarzda tarqaladi: u o'z yo'lida uchrashadigan jismlar va narsalarni siqib chiqaradi va cho'zadi. “Toʻlqin yoʻli boʻylab maʼlum bir jismga duch kelganda, u oʻz oʻqlari boʻylab deformatsiyalanadi va oʻtgandan keyin u oʻzining avvalgi shakliga qaytadi, tortishish toʻlqini taʼsirida barcha jismlar deformatsiyalanadi, lekin bu deformatsiyalar juda ahamiyatsiz, - deydi Gnatik.
Olimlar qayd etgan to'lqin o'tib ketganda, kosmosdagi jismlarning nisbiy o'lchami 1 marta 10 marta minus 21 darajaga o'zgardi. Misol uchun, agar siz metr o'lchagichni olsangiz, u holda uning o'lchami minus 21-chi kuchga 10 ga ko'paytiriladigan miqdorga qisqardi. Bu juda kichik miqdor. Va muammo shundaki, olimlar bu masofani qanday o'lchashni o'rganishlari kerak edi. An'anaviy usullar 10 dan 1 dan millionlarning 9-darajali darajasiga aniqlik berdi, ammo bu erda ancha yuqori aniqlik kerak. Shu maqsadda gravitatsion antennalar (gravitatsion to'lqin detektorlari) yaratildi.
LIGO rasadxonasi (foto - EPA)
Gravitatsion to'lqinlarni qayd qiluvchi antenna shu tarzda qurilgan: uzunligi taxminan 4 kilometr bo'lgan ikkita quvur bor, ular "L" harfi shaklida joylashgan, ammo bir xil qo'llar va to'g'ri burchak ostida. Gravitatsion to'lqin tizimga tushganda, u antennaning qanotlarini deformatsiya qiladi, lekin uning yo'nalishiga qarab, u birini ko'proq, ikkinchisini kamroq deformatsiya qiladi. Va keyin yo'l farqi paydo bo'ladi, signalning interferentsiya sxemasi o'zgaradi - umumiy ijobiy yoki salbiy amplituda paydo bo'ladi.
“Ya’ni, tortishish to‘lqinining o‘tishi ikki suzuvchi o‘rtasidan o‘tuvchi suv ustidagi to‘lqinga o‘xshaydi: agar biz to‘lqin o‘tish vaqtida va undan keyin ular orasidagi masofani o‘lchagan bo‘lsak, masofa o‘zgarib, keyin bo‘lishini ko‘rar edik. yana xuddi shunday, - dedi u Gnatik.
Bu erda har birining uzunligi taxminan 4 kilometr bo'lgan interferometrning ikki qanoti masofasining nisbiy o'zgarishi o'lchanadi. Va faqat juda aniq texnologiyalar va tizimlar tortishish to'lqini tufayli qanotlarning bunday mikroskopik siljishini o'lchashi mumkin.
Koinotning chekkasida: to'lqin qaerdan paydo bo'ldi?
Olimlar signalni AQShning ikki shtati: Luiziana va Vashingtonda, taxminan 3 ming kilometr masofada joylashgan ikkita detektor yordamida qayd etishdi. Olimlar bu signal qayerdan va qaysi masofadan kelganini taxmin qila oldilar. Hisob-kitoblarga ko‘ra, signal 410 megaparsek masofadan kelgan. Megaparsek - yorug'lik uch million yil ichida bosib o'tadigan masofa.
Tasavvur qilishni osonlashtirish uchun: markazida o'ta massiv qora tuynuk joylashgan bizga eng yaqin faol galaktika bu Centaurus A bo'lib, u biznikidan to'rt Megaparsek masofada joylashgan, Andromeda tumanligi esa 0,7 Megaparsek masofada joylashgan. "Ya'ni, tortishish to'lqini signali kelgan masofa shunchalik kattaki, signal Yerga taxminan 1,3 milliard yil davomida sayohat qilgan, bu bizning koinot ufqining taxminan 10 foizini tashkil etadigan kosmologik masofalardir", dedi olim.
Bu masofada, qandaydir uzoq galaktikada ikkita qora tuynuk birlashdi. Bu teshiklar, bir tomondan, nisbatan kichik hajmda bo'lsa, ikkinchi tomondan, katta signal amplitudasi ularning juda og'irligini ko'rsatadi. Ularning massalari mos ravishda 36 va 29 quyosh massasi ekanligi aniqlandi. Quyoshning massasi, ma'lumki, kilogrammning 30 kuchiga 2 marta 10 ga teng. Birlashgandan keyin bu ikki jism birlashdi va endi ularning o'rnida 62 quyosh massasiga teng massaga ega bo'lgan yagona qora tuynuk paydo bo'ldi. Shu bilan birga, Quyoshning taxminan uchta massasi tortishish to'lqini energiyasi shaklida sochildi.
Kim va qachon kashfiyot qilgan
Xalqaro LIGO loyihasi olimlari 2015-yil 14-sentabrda tortishish to‘lqinini aniqlashga muvaffaq bo‘ldi. LIGO (Lazer Interferometriya Gravitatsiya Observatoriyasi) xalqaro loyiha boʻlib, unda bir qator davlatlar maʼlum moliyaviy va ilmiy hissa qoʻshgan, xususan, ushbu tadqiqot sohasida ilgʻor AQSh, Italiya, Yaponiya ishtirok etadi.
Professorlar Rayner Vayss va Kip Torn (surat - EPA)
Quyidagi rasm qayd etildi: tortishish detektorining qanotlari gravitatsion to'lqinning bizning sayyoramiz orqali va ushbu o'rnatish orqali haqiqiy o'tishi natijasida siljidi. O'shanda bu haqda xabar berilmagan, chunki signalni qayta ishlash, "tozalash", uning amplitudasini topish va tekshirish kerak edi. Bu standart protsedura: haqiqiy kashfiyotdan to kashfiyot to'g'risida e'lon qilishgacha, asosli bayonot berish uchun bir necha oy kerak bo'ladi. "Hech kim o'z obro'sini buzishni xohlamaydi, bularning barchasi nashr etilishidan oldin hech kim bilmagan, faqat mish-mishlar bo'lgan", dedi Xnatyk.
Hikoya
Gravitatsion to‘lqinlar o‘tgan asrning 70-yillaridan boshlab o‘rganila boshlandi. Shu vaqt ichida bir qancha detektorlar yaratildi va bir qator fundamental tadqiqotlar olib borildi. 80-yillarda amerikalik olim Jozef Veber gravitatsion to'lqinning o'tishini qayd etishi kerak bo'lgan piezo datchiklar bilan jihozlangan, o'lchami taxminan bir necha metr bo'lgan alyuminiy silindr shaklida birinchi gravitatsion antennani qurdi.
Ushbu qurilmaning sezgirligi joriy detektorlardan million marta yomonroq edi. Va, albatta, u o'sha paytda to'lqinni aniqlay olmadi, garchi Veber buni qilganligini e'lon qilgan bo'lsa-da: matbuot bu haqda yozgan va "gravitatsiyaviy bum" sodir bo'lgan - gravitatsiyaviy antennalar darhol butun dunyo bo'ylab qurilgan. Veber boshqa olimlarni tortishish to'lqinlarini olishga va bu hodisa bo'yicha tajribalarni davom ettirishga undadi, bu esa detektorlarning sezgirligini million marta oshirishga imkon berdi.
Biroq, tortishish to'lqinlari hodisasining o'zi o'tgan asrda, olimlar qo'sh pulsarni kashf etganda qayd etilgan. Bu astronomik kuzatishlar orqali isbotlangan gravitatsion to'lqinlar mavjudligini bilvosita qayd etish edi. Pulsar Rassel Xulse va Jozef Teylor tomonidan 1974 yilda Aresibo observatoriyasi radioteleskopida kuzatuvlar paytida kashf etilgan. Olimlar 1993 yilda "tortishish kuchini o'rganishda yangi imkoniyatlar yaratgan pulsarning yangi turini kashf etgani uchun" Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
Dunyo va Ukrainadagi tadqiqotlar
Italiyada Virgo deb nomlangan shunga o'xshash loyiha yakunlanish arafasida. Yaponiya ham bir yildan keyin shunday detektorni ishga tushirish niyatida, Hindiston ham shunday tajriba tayyorlamoqda. Ya'ni, shunga o'xshash detektorlar dunyoning ko'p joylarida mavjud, ammo ular hali gravitatsiyaviy to'lqinlarni aniqlash haqida gapirishimiz uchun sezgirlik rejimiga etib bormagan.
“Rasman Ukraina LIGO tarkibiga kirmaydi, shuningdek, Italiya va Yaponiya loyihalarida ishtirok etmaydi Bunday fundamental sohalar qatorida Ukraina hozirda LHC (Katta adron kollayderi) loyihasida va CERNda ishtirok etadi (biz rasman faqat ishtirokchi bo‘lamiz. kirish to'lovini to'lagandan keyin) ", dedi fizika-matematika fanlari doktori Bogdan Gnatik LIGA.netga.
Uning soʻzlariga koʻra, 2015 yildan beri Ukraina zamonaviy multiteleskop qurayotgan CTA (Cerenkov Telescope Array) xalqaro hamkorligining toʻlaqonli aʼzosi hisoblanadi. TeV uzoq gamma diapazoni (1014 eV gacha foton energiyasi bilan). “Bunday fotonlarning asosiy manbalari aynan supermassiv qora tuynuklarning yaqinligi bo'lib, ularning tortishish nurlanishi birinchi marta LIGO detektori tomonidan qayd etilgan TeV"Nogo elektromagnit texnologiyasi bizga kelajakda ko'plab kashfiyotlar va'da qiladi", deb qo'shimcha qiladi olim.
Keyingi nima va yangi bilim odamlarga qanday yordam beradi? Olimlar bunga rozi emas. Ba'zilarning aytishicha, bu koinot mexanizmlarini tushunishdagi navbatdagi qadamdir. Boshqalar buni vaqt va makonda harakatlanish uchun yangi texnologiyalar sari birinchi qadamlar deb bilishadi. Qanday bo'lmasin, bu kashfiyot biz qanchalik oz narsani tushunganimizni va qancha narsani o'rganishimiz kerakligini yana bir bor isbotladi.
2016 yil 11 fevralBir necha soat oldin ilm olamida uzoq kutilgan yangilik keldi. LIGO Scientific Collaboration xalqaro loyihasi doirasida ishlayotgan bir necha mamlakatlardan kelgan bir guruh olimlar bir nechta detektor observatoriyalari yordamida laboratoriya sharoitida tortishish to‘lqinlarini aniqlashga muvaffaq bo‘lishdi.
Ular AQShning Luiziana va Vashington shtatlarida joylashgan ikkita lazerli interferometr gravitatsion to‘lqin observatoriyasidan (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO) olingan ma’lumotlarni tahlil qilmoqda.
LIGO loyihasi matbuot anjumanida taʼkidlanganidek, tortishish toʻlqinlari 2015-yil 14-sentabrda avval bir rasadxonada, soʻngra 7 millisekunddan keyin boshqasida aniqlangan.
Olingan ma'lumotlarning tahlili asosida ko'plab mamlakatlar, shu jumladan Rossiya olimlari tomonidan gravitatsiya to'lqini massasi 29 va 36 marta massasi bo'lgan ikkita qora tuynukning to'qnashuvi natijasida yuzaga kelganligi aniqlandi. Quyosh. Shundan so'ng ular bitta katta qora tuynukga birlashdilar.
Bu 1,3 milliard yil oldin sodir bo'lgan. Signal Yerga Magellan buluti yulduz turkumi yoʻnalishidan kelgan.
Sergey Popov (Moskva davlat universitetining Sternberg davlat astronomiya instituti astrofiziki) tortishish to'lqinlari nima ekanligini va ularni o'lchash nega muhimligini tushuntirdi.
Zamonaviy tortishish nazariyalari tortishishning geometrik nazariyalari, nisbiylik nazariyasidan ko'proq yoki kamroq. Kosmosning geometrik xususiyatlari jismlarning yoki yorug'lik nuri kabi jismlarning harakatiga ta'sir qiladi. Va aksincha - energiya taqsimoti (bu kosmosdagi massa bilan bir xil) fazoning geometrik xususiyatlariga ta'sir qiladi. Bu juda zo'r, chunki uni tasavvur qilish oson - qutiga solingan bu elastik tekislik qandaydir jismoniy ma'noga ega, ammo, albatta, bu unchalik to'g'ri emas.
Fiziklar "metrik" so'zini ishlatishadi. Metrik kosmosning geometrik xususiyatlarini tavsiflovchi narsadir. Va bu erda bizda tezlanish bilan harakatlanadigan jismlar bor. Eng oddiy narsa bodringni aylantirishdir. Bu, masalan, to'p yoki tekislangan disk emasligi muhimdir. Bunday bodring elastik tekislikda aylansa, undan to'lqinlar paydo bo'lishini tasavvur qilish oson. Tasavvur qiling-a, siz bir joyda turibsiz va bodring bir uchini sizga, keyin ikkinchi uchini buradi. U fazo va vaqtga turli yo'llar bilan ta'sir qiladi, tortishish to'lqini ishlaydi.
Demak, tortishish to‘lqini fazo-vaqt metrikasi bo‘ylab harakatlanuvchi to‘lqindir.
Kosmosdagi boncuklar
Bu tortishish qanday ishlashi haqidagi asosiy tushunchamizning asosiy xususiyatidir va odamlar buni yuz yil davomida sinab ko'rishni xohlashadi. Ular ta'sir borligiga va laboratoriyada ko'rinadiganligiga ishonch hosil qilishni xohlashadi. Bu taxminan o'ttiz yil oldin tabiatda kuzatilgan. Gravitatsion to'lqinlar kundalik hayotda qanday namoyon bo'lishi kerak?
Buni ko'rsatishning eng oson yo'li: agar siz munchoqlarni aylana bo'ylab yotadigan qilib kosmosga tashlasangiz va tortishish to'lqini ularning tekisligiga perpendikulyar o'tganda, ular avval bir yo'nalishda siqilgan ellipsga aylana boshlaydi, keyin boshqasida. Gap shundaki, ularning atrofidagi makon bezovtalanadi va ular buni his qilishadi.
Yerdagi "G"
Odamlar bu kabi ishlarni faqat kosmosda emas, balki Yerda qilishadi.
Bir-biridan to'rt kilometr masofada nometall "g" harfi shaklida osilgan (Amerika LIGO rasadxonalariga ishora qiladi).
Lazer nurlari ishlayapti - bu interferometr, yaxshi tushunilgan narsa. Zamonaviy texnologiyalar juda kichik effektlarni o'lchash imkonini beradi. Hali ham ishonmayman, ishonaman, lekin men shunchaki boshimni o'rab olmayman - bir-biridan to'rt kilometr masofada osilgan ko'zgularning siljishi atom yadrosi hajmidan kamroq. . Bu lazerning to'lqin uzunligiga nisbatan ham kichik. Bu ushlash edi: tortishish eng zaif o'zaro ta'sir, shuning uchun siljishlar juda kichik.
Bu juda uzoq vaqt talab qildi, odamlar 1970-yillardan beri bunga harakat qilishdi, ular butun umrlarini tortishish to'lqinlarini qidirish bilan o'tkazdilar. Va endi faqat texnik imkoniyatlar tortishish to'lqinini laboratoriya sharoitida qayd etish imkonini beradi, ya'ni u bu erga keldi va ko'zgular siljidi.
Yo'nalish
Bir yil ichida, agar hammasi yaxshi bo'lsa, dunyoda allaqachon uchta detektor ishlaydi. Uchta detektor juda muhim, chunki bu narsalar signalning yo'nalishini aniqlashda juda yomon. Xuddi shu tarzda, biz quloq orqali manba yo'nalishini aniqlashda yomonmiz. "O'ng tarafdagi ovoz" - bu detektorlar shunga o'xshash narsani sezadi. Ammo agar uch kishi bir-biridan uzoqda turib, biri o'ngdan, ikkinchisi chapdan, uchinchisi orqadan tovush eshitsa, biz tovush yo'nalishini juda aniq aniqlashimiz mumkin. Qanchalik ko'p detektorlar mavjud bo'lsa, ular butun dunyo bo'ylab tarqalib ketgan bo'lsa, biz manbaga yo'nalishni aniqroq aniqlay olamiz va keyin astronomiya boshlanadi.
Axir, yakuniy maqsad nafaqat umumiy nisbiylik nazariyasini tasdiqlash, balki yangi astronomik bilimlarni olishdir. Tasavvur qiling-a, u erda o'nta quyosh massasi bo'lgan qora tuynuk bor. Va u o'nta quyosh massasi bo'lgan boshqa qora tuynuk bilan to'qnashadi. To'qnashuv yorug'lik tezligida sodir bo'ladi. Energiya yutug'i. Bu haqiqat. Uning ajoyib miqdori bor. Va hech qanday yo'l yo'q ... Bu faqat makon va vaqtning to'lqini. Men aytmoqchimanki, ikkita qora tuynukning birlashishini aniqlash uzoq vaqt davomida qora tuynuklar biz o'ylagan qora tuynuklar ko'proq yoki kamroq ekanligiga eng kuchli dalil bo'ladi.
Keling, u ochib berishi mumkin bo'lgan muammolar va hodisalarni ko'rib chiqaylik.
Qora tuynuklar haqiqatan ham mavjudmi?
LIGO e'lonidan kutilgan signal ikkita qora tuynukning birlashishi natijasida paydo bo'lgan bo'lishi mumkin. Bunday hodisalar ma'lum bo'lgan eng baquvvatdir; ular tomonidan chiqarilgan tortishish to'lqinlarining kuchi qisqa vaqt ichida kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotdagi barcha yulduzlarni birlashtirgan holda porlashi mumkin. Qora tuynuklarning birlashishini ularning juda toza tortishish to'lqinlaridan talqin qilish ham juda oson.
Qora tuynuklarning birlashishi ikkita qora tuynuk bir-birining atrofida aylanib, tortishish to'lqinlari shaklida energiya chiqarganda sodir bo'ladi. Ushbu to'lqinlar bu ikki jismning massasini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan xarakterli tovushga (chirp) ega. Shundan so'ng qora tuynuklar odatda birlashadi.
“Tasavvur qiling-a, ikkita sovun pufakchalari shunchalik yaqinlashadiki, ular bitta pufak hosil qiladi. Kattaroq qabariq deformatsiyalangan”, - deydi Parij yaqinidagi Ilg‘or ilmiy tadqiqotlar institutining gravitatsiya nazariyotchisi Tybalt Damur. Yakuniy qora tuynuk mukammal sharsimon bo'ladi, lekin birinchi navbatda bashorat qilinadigan tortishish to'lqinlarini chiqarishi kerak.
Qora tuynuklarning birlashishini aniqlashning eng muhim ilmiy natijalaridan biri qora tuynuklarning mavjudligini tasdiqlash bo'ladi - umumiy nisbiylik nazariyasi tomonidan bashorat qilinganidek, sof, bo'sh, egri fazo-vaqtdan iborat bo'lgan hech bo'lmaganda mukammal yumaloq ob'ektlar. Yana bir natija shundaki, birlashish olimlar bashorat qilganidek davom etmoqda. Astronomlar bu hodisaning ko'plab bilvosita dalillariga ega, ammo hozirgacha bular qora tuynuklarning o'zlari emas, balki yulduzlar va o'ta qizib ketgan gazning qora tuynuklar orbitasidagi kuzatuvlari edi.
“Ilmiy hamjamiyat, jumladan men ham qora tuynuklarni yoqtirmaydi. Biz ularni odatdagidek qabul qilamiz, deydi Nyu-Jersidagi Prinston universitetining umumiy nisbiylik nazariyasini simulyatsiya qilish bo'yicha mutaxassisi Frans Pretorius. "Ammo bu bashorat qanchalik hayratlanarli ekanligi haqida o'ylaganimizda, bizga haqiqatan ham ajoyib dalillar kerak bo'ladi."
Gravitatsion to'lqinlar yorug'lik tezligida tarqaladimi?
Olimlar LIGO kuzatuvlarini boshqa teleskoplardagi kuzatuvlar bilan solishtirishni boshlaganlarida, birinchi navbatda signal bir vaqtning o'zida kelganmi yoki yo'qligini tekshiradilar. Fiziklar tortishish kuchi fotonlarning gravitatsion analogi bo'lgan graviton zarralari orqali uzatiladi, deb hisoblashadi. Agar fotonlar kabi bu zarralar massaga ega bo'lmasa, tortishish to'lqinlari yorug'lik tezligida tarqalib, klassik nisbiylik nazariyasidagi tortishish to'lqinlarining tezligi haqidagi bashoratga mos keladi. (Ularning tezligiga koinotning tezlashib borayotgan kengayishi ta'sir qilishi mumkin, ammo bu LIGO tomonidan qamrab olingan masofadan sezilarli darajada kattaroq masofalarda aniq bo'lishi kerak).
Biroq, gravitonlar kichik massaga ega bo'lishi mumkin, ya'ni tortishish to'lqinlari yorug'likdan kamroq tezlikda harakat qiladi. Masalan, agar LIGO va Virgo gravitatsiyaviy to‘lqinlarni aniqlasa va to‘lqinlar Yerga kosmik hodisa bilan bog‘liq gamma nurlaridan keyin kelganligini aniqlasa, bu fundamental fizika uchun hayotni o‘zgartiruvchi oqibatlarga olib kelishi mumkin.
Kosmos-vaqt kosmik simlardan iboratmi?
Agar "kosmik torlar" dan kelib chiqadigan tortishish to'lqinlarining portlashlari topilsa, bundan ham g'alati kashfiyot yuz berishi mumkin. Ip nazariyalari bilan bog'liq bo'lishi mumkin yoki bo'lmasligi mumkin bo'lgan fazo-vaqt egriligidagi bu faraziy nuqsonlar cheksiz nozik bo'lishi kerak, lekin kosmik masofalarga cho'zilgan bo'lishi kerak. Olimlarning taxminiga ko'ra, kosmik torlar, agar ular mavjud bo'lsa, tasodifan egilishi mumkin; Agar ip egilib qolsa, LIGO yoki Virgo kabi detektorlar o'lchashi mumkin bo'lgan tortishish kuchayishiga olib keladi.
Neytron yulduzlari bo'lak bo'lishi mumkinmi?
Neytron yulduzlari o'z og'irligi ostida qulab tushgan va shu qadar zich bo'lgan elektronlar va protonlar neytronlarga birlasha boshlagan yirik yulduzlarning qoldiqlari. Olimlar neytron teshiklari fizikasi haqida juda kam tushunchaga ega, ammo tortishish to'lqinlari bizga ular haqida ko'p narsalarni aytib berishi mumkin. Masalan, ularning yuzasidagi kuchli tortishish neytron yulduzlarini deyarli mukammal sharsimon bo'lishiga olib keladi. Ammo ba'zi olimlar diametri 10 kilometrdan oshmaydigan bu zich ob'ektlarni biroz assimetrik qilib qo'yadigan bir necha millimetr balandlikdagi "tog'lar" ham bo'lishi mumkinligini taxmin qilishdi. Neytron yulduzlari odatda juda tez aylanadi, shuning uchun massaning assimetrik taqsimlanishi fazo vaqtini buzadi va sinus to'lqin shaklida doimiy tortishish to'lqini signalini hosil qiladi, bu yulduzning aylanishini sekinlashtiradi va energiya chiqaradi.
Bir-birini aylanib yuradigan juft neytron yulduzlari ham doimiy signal hosil qiladi. Qora tuynuklar singari, bu yulduzlar spiral shaklida harakatlanadi va oxir-oqibat xarakterli tovush bilan birlashadi. Ammo uning o'ziga xosligi qora tuynuklar tovushining o'ziga xosligidan farq qiladi.
Nima uchun yulduzlar portlaydi?
Qora tuynuklar va neytron yulduzlar katta yulduzlar porlashni to'xtatib, o'z-o'zidan qulab tushganda hosil bo'ladi. Astrofiziklarning fikricha, bu jarayon II turdagi o'ta yangi yulduz portlashlarining barcha keng tarqalgan turlari asosida yotadi. Bunday o'ta yangi yulduzlarning simulyatsiyasi ularning yonishiga nima sabab bo'lganini hali ko'rsatmagan, ammo haqiqiy o'ta yangi yulduz tomonidan chiqarilgan tortishish to'lqinlarining portlashlarini tinglash javob beradi deb o'ylashadi. Portlash to'lqinlari qanday ko'rinishga ega, ular qanchalik baland, ular qanchalik tez-tez paydo bo'ladi va ular elektromagnit teleskoplar tomonidan kuzatilayotgan o'ta yangi yulduzlar bilan qanday bog'liqligiga qarab, bu ma'lumotlar bir qator mavjud modellarni istisno qilishga yordam beradi.
Koinot qanchalik tez kengaymoqda?
Koinotning kengayishi shuni anglatadiki, bizning galaktikamizdan uzoqlashayotgan olisdagi jismlar haqiqatdan ham qizilroq ko'rinadi, chunki ular harakatlanayotganda ular chiqaradigan yorug'lik cho'ziladi. Kosmologlar koinotning kengayish tezligini galaktikalarning qizil siljishini ularning bizdan qanchalik uzoqligi bilan solishtirish orqali baholaydilar. Ammo bu masofa odatda Ia tipidagi o'ta yangi yulduzlarning yorqinligidan kelib chiqadi va bu usul juda ko'p noaniqliklarni qoldiradi.
Agar butun dunyo bo'ylab bir nechta tortishish to'lqinlari detektorlari bir xil neytron yulduzlarining birlashishi signallarini aniqlasa, ular birgalikda signal hajmini va shuning uchun birlashish sodir bo'lgan masofani mutlaqo aniq baholashlari mumkin. Shuningdek, ular yo'nalishni taxmin qilishlari va u bilan voqea sodir bo'lgan galaktikani aniqlashlari mumkin bo'ladi. Ushbu galaktikaning qizil siljishini qo'shilish yulduzlarigacha bo'lgan masofa bilan taqqoslab, kosmik kengayishning mustaqil tezligini olish mumkin, ehtimol hozirgi usullardan ko'ra aniqroqdir.
manbalar
http://www.bbc.com/russian/science/2016/02/160211_gravitational_waves
http://cont.ws/post/199519
Bu erda biz qandaydir tarzda bilib oldik, lekin nima va nima. Qarang, u qanday ko'rinadi Asl maqola veb-saytda InfoGlaz.rf Ushbu nusxa olingan maqolaga havola -
