Използвайте гравитационни вълни. Същността на гравитационните вълни с прости думи

Валентин Николаевич Руденко е разделен на историята на посещението си в град Кашин (Италия), където е прекарал една седмица, която все още е построена от оптичния интерферометър "Гравитационна антена" - Микелсън. По пътя към местоназначението шофьорът на таксита се интересува от инсталацията, за която е изградена инсталацията. "Тук хората смятат, че това е за разговор с Бога", признава шофьорът.

- Какви са гравитационните вълни?

- гравитационната вълна е един от "носителите на астрофизичната информация". Има видими канали на астрофизична информация, специална роля в "далечната визия" принадлежи към телескопи. Астрономите също усвояват нискочестотни канали - микровълнова и инфрачервена и високочестотна - рентгенова и гама-. В допълнение към електромагнитното излъчване, можем да регистрираме частици потоци от космоса. За тази цел се използват неутрино телескопи - широкоразмерен детектори за неутрино частици, които слабо взаимодействат със веществото и следователно е трудно да се регистрират. Почти всички теоретично прогнозирани и лабораторни и проучени видове "носители на астрофизична информация" са надеждно усвоявани на практика. Изключението е гравитацията - най-слабото взаимодействие в микрометъра и най-мощната сила в макромир.

Гравитацията е геометрия. Гравитационните вълни са геометрични вълни, т.е. вълните, които променят геометричните характеристики на пространството, когато преминават през това пространство. Грубо казано, това са вълните деформират пространството. Деформацията е относителна промяна в разстоянието между две точки. Гравитационното радиация се различава от всички други видове радиация именно факта, че те са геометрични.

- Гравитационните вълни предсказаха Айнщайн?

- официално се счита, че гравитационните вълни прогнозират Айнщайн, като една от последиците от общата му теория за относителността, но всъщност тяхното съществуване става очевидно вече в специалната теория на относителността.

Теорията на относителността предполага, че поради гравитационната атракция е възможно гравитационен колапс, т.е. затягането на обекта в резултат на колапс, грубо казано, до точката. Тогава тежестта е толкова силна, че светлината дори не може да се измъкне от нея, така че такъв обект е образно наричан черна дупка.

- Каква е характеристиката на гравитационното взаимодействие?

Характеристиката на гравитационното взаимодействие е принципът на еквивалентност. Според него динамичната реакция на пробния орган в гравитационното поле не зависи от масата на това тяло. Просто поставени, всички тела попадат със същото ускорение.

Гравитационното взаимодействие е най-слабата от нас днес.

- Кой е първият, който се опитва да хване гравитационна вълна?

- Гравитационният експеримент на вълната е първият, който изразходва Джозеф Уебър от Университета в Мериленд (САЩ). Той създаде гравитационен детектор, който сега се съхранява в Музея Smithson във Вашингтон. През 1968-1972 г. Джо Уебър проведе поредица от наблюдения върху чифт пространствени разположени детектори, опитвайки се да разпределят случаи на "съвпадения". Приемането на съвпадения са привлечени от ядрената физика. Ниската статистическа значимост на гравитационните сигнали, получени от Weber, предизвика критично отношение към резултатите от експеримента: нямаше доверие, че е възможно да се коригират гравитационните вълни. В бъдеще учените се опитаха да увеличат чувствителността на детекторите тип Weber. Развитието на детектора, чиято чувствителност е адекватна на астрофизичната прогноза, отне 45 години.

По време на началото на експеримента бяха проведени много други експерименти, импулси бяха записани през този период, но те имаха твърде малка интензивност.

- Защо веднага не декларирате фиксацията на сигнала?

- гравитационните вълни бяха записани през септември 2015 година. Но дори и съвпадението е било фиксирано, е необходимо преди да декларирате, за да докажете, че това не е случайно. В сигнал, отстранен от всяка антена, винаги има шумни емисии (краткотрайни изблици) и един от тях може случайно да се появи едновременно с шум на друга антена. Докажете, че съвпадението не е случайно възможно използване на статистически оценки.

- Защо откритията в областта на гравитационните вълни са толкова важни?

- Възможност за регистриране на реликвивален гравитационен фон и измерване на неговите характеристики, като плътност, температура и т.н., ви позволява да се приближите до началото на Вселената.

Атрактивно е, че гравитационното излъчване е трудно да се открие, защото взаимодейства много лошо с вещество. Но, благодарение на същия имот, той преминава без усвояване от най-далечните обекти от нас с най-загадъчната, от гледна точка на материята, свойства.

Може да се каже, че гравитационното излъчване преминава без изкривяване. Най-амбициозната цел е да се изследват, че гравитационното излъчване, което е отделено от първичния въпрос в теорията на голяма експлозия, която е създадена по време на създаването на вселената.

- Откриването на гравитационно вълни квантово теория елиминира?

Теорията на гравитацията включва съществуването на гравитационен колапс, т.е. затягането на масивни обекти до точката. В същото време, квантовата теория, която се развива Копенхагенското училище, предполага, че поради принципа на несигурност е невъзможно едновременно да се посочат точно параметрите като координатна, скоростта и импулса на тялото. Съществува принцип на несигурност, невъзможно е да се определи точно траекторията, защото траекторията е едновременно координатна и скоростта и т.н. Можете да дефинирате само коридор за доверие в тази грешка, която е свързана с принципите на несигурност . Квантовата теория категорично отрича възможността за точкови обекти, но ги описва статистически вероятността: не посочва конкретно координатите, но посочва вероятността да има определени координати.

Въпросът за комбиниране на квантовата теория и теорията на гравитацията е един от основните въпроси на създаването на една теория на полето.

Сега продължава да работи, а думите "квантовата гравитация" означава напълно напреднала област на науката, границата на знанието и невежеството, където всички теоретици на света сега работят.

- Какво може да се отвори в бъдеще?

Гравитационните вълни неизбежно трябва да отидат в основата на съвременната наука като един от компонентите на нашите знания. Те възлагат важна роля в еволюцията на Вселената и с помощта на тези вълни трябва да се проучи вселената. Откриването допринася за цялостното развитие на науката и културата.

Ако решите да излезете отвъд днешната наука, е допустимо да си представите линиите на телекомуникационната гравитационна комуникация, реактивни устройства за гравитационно радиация, гравитационни и вълни на интроскопия.

- Съотношението на гравитационните вълни към психиката и телепатията?

Няма. Описаните ефекти са последиците от квантовия свят, последиците от оптиката.

Анна Канкин говори

Гравитационни вълни - образ на художника

Гравитационни вълни - смущения на метриката на пространството, спускане от източника и разпространение като вълни (така наречената "пулсация на пространството").

В общата теория на относителността и в повечето други съвременни теории на тежестта гравитационните вълни се генерират от движението на масивни тела с променливо ускорение. Гравитационните вълни са свободно разпределени в пространството със скоростта на светлината. Благодарение на относителната слабост на гравитационните сили (в сравнение с други), тези вълни имат много малка сума, с трудност регистрация.

Поляризирана гравитационна вълна

Гравитационните вълни се предвиждат от общата теория на относителността (ото), много други. За първи път те са били пряко открити през септември 2015 г. от два двойни детектора, върху които са регистрирани гравитационни вълни, които вероятно се дължат на сливането на две и образуването на една по-масивна въртяща се черна дупка. Непреки сертификати за тяхното съществуване са известни след 1970 г. - от наблюденията на сближаването на близки системи с наблюдения, поради загубата на енергия върху радиацията на гравитационните вълни. Директната регистрация на гравитационни вълни и тяхното използване за определяне на параметрите на астрофизичните процеси е важна задача на съвременната физика и астрономия.

В рамките на вълната на разделяне, гравитационните вълни са описани от решенията на Айнщайн на вида на вълната, които се движат със скоростта на светлината (в линейното приближение), смущенията на пространството-времето метрика. Проявата на това смущение трябва да бъде по-специално периодичната промяна в разстоянието между две свободно падане (т.е. няма последици от всички сили) с пробни маси. Амплитуда х. Гравитационната вълна е безразмерна стойност - относителна промяна в разстоянието. Предвидени максимални амплитуди на гравитационни вълни от астрофизични обекти (например компактни двойни системи) и явления (експлозии, сливания, захващащи се с черни дупки и др.), Когато са измерени в много малки ( х. \u003d 10 -18 -10 -23). Слаба (линейна) гравитационна вълна според общата теория на относителността толерира енергия и импулс, движи се със скоростта на светлината, е напречна, квадруупол и описана от два независими компонента, разположени под ъгъл от 45 ° с един до друг (има две указания за поляризация).

Различните теории по различни начини предвиждат скоростта на разпространение на гравитационни вълни. В общата теория на относителността тя е равна на скоростта на светлината (в линейното сближаване). В други тежести теории, тя може да отнеме всякакви стойности, включително безкрайност. Според първата регистрация на гравитационни вълни, тяхната дисперсия е съвместима с масови гравитони и скоростта се оценява като равна на скоростта на светлината.

Генериране на гравитационни вълни

Системата от две неутронни звезди генерира вълнично пространство

Гравитационната вълна излъчва всеки въпрос, който се движи с асиметрично ускорение. Да се \u200b\u200bпоявят във вълна от значителна амплитуда, изключително голяма маса на емитер или / и огромни ускорения, амплитудата на гравитационната вълна е пряко пропорционална на първото производно на ускорението И масата на генератора, т.е. Въпреки това, ако някои обект се движат ускорени, това означава, че има някаква сила от страната на друг обект. От своя страна този друг обект изпитва обратен ефект (според третия закон на Нютон), той се оказва това м. 1 а. 1 = − м. 2 а. 2 . Оказва се, че два обекта излъчват гравитационни вълни само в двойка и в резултат на смущения, те са почти напълно угасени. Следователно гравитационното радиация в общата теория на относителността винаги носи характера на най-малко четиристранната радиация в мултипола. Освен това, за нерелативистични източници в експресията за радиационната интензивност има малък параметър, където - гравитационният радиус на излъчвателя, r. - неговия характерен размер, T. - характерен период на движение, ° С. - скоростта на светлината във вакуум.

Най-силните източници на гравитационни вълни са:

• облицовъчни (гигантски маси, много малко ускорение),
• гравитационен срив на двойната система на компактни обекти (колосални ускорения с доста голяма маса). Като личен и най-интересен случай - сливането на неутронни звезди. Такава система има гравитационна и вълнова светлина е близо до максималната възможна планкак.

Гравитационни вълни, излъчвани от система от две тела

Два тела се движат около кръгли орбити около общия център на масата

Две гравитационни свързани тела с маси м. 1 I. м. 2, движеща се нерелативистични ( в. << ° С. ) в кръгови орбити около техните общи централни маси на разстояние r. Един от друг, гравитационните вълни на следващата енергия излъчват средно за периода:

В резултат на това системата губи енергия, която води до сближаване на тела, т.е. намаление на разстоянието между тях. Скорост на сближаване Тел:

За слънчевата система, например, най-голямата гравитационна радиация произвежда подсистема и. Силата на тази радиация е около 5 киловат. Така енергията, загубена от слънчевата система за гравитационно радиация годишно, е напълно незначителна в сравнение с характерната кинетична енергия на Тел.

Двойна система гравитационен колапс

Всяка двойна звезда при завъртане на компонента около общия център на масата губи енергия (както се очаква - поради емисиите на гравитационни вълни) и в крайна сметка се слива заедно. Но за обикновени, некомпетентни, двойни звезди, този процес отнема много време, много повече от реалната възраст. Ако системата Double Compact се състои от чифт неутронни звезди, черни дупки или комбинации от тях, сливането може да възникне в продължение на няколко милиона години. Първо, обектите се обединяват, а периодът на кръвообращението намалява. След това на последния етап възникват сблъсък и асиметричен гравитационен колапс. Този процес продължава част от секундата и през това време енергията се дължи на някои оценки на повече от 50% от масовата система в гравитационно радиация.

Основни точни решения Einstein уравнения за гравитационни вълни

Волга вълни Бонди - Пирани - Робинсън

Тези вълни са описани от метричен тип. Ако въведете променлива и функция, след това от уравненията от уравнението

Метрична Таня

тя има формата, управлява, удовлетворява същото уравнение.

Метричен розен.

Където отговарят

Метрична пера

Където

Айнщайн цилиндрични вълни - розен

В цилиндрични координати такива вълни имат външния вид и изпълняват

Регистрация на гравитационни вълни

Регистрацията на гравитационните вълни е доста сложна поради слабостта на последната (малко изкривяване на метриката). Инструментите за тяхната регистрация са гравитационни детектори за вълни. Опитите за откриване на гравитационни вълни се правят от края на 60-те години. Гравитационните вълни на откриваема амплитуда са родени по време на двоен колапс. Такива събития се срещат в близост до около веднъж десетилетие.

От друга страна, общата теория на относителността прогнозира ускорението на взаимното въртене на двойните звезди поради загубата на енергия върху радиацията на гравитационните вълни и този ефект е надеждно фиксиран в няколко добре познати системи за двойни компактни обекти (по-специално, пулсари с компактен фирмен). През 1993 г. "за откриването на нов тип Пуларов, който дава нови възможности в изследването на гравитацията" от откритос на първия двоен Pulsar PSR B1913 + 16 Russell Halsa и Joseph Taylor ml. Нобелова награда във физиката бе присъдена. Ускоряването на ротацията, наблюдавано в тази система, напълно съвпада с прогнозите за разделянето на гравитационните вълни. Същият феномен се записва в няколко случая: за PSR J0737-3039, PSR J0737-4715, PSR J0737-4715, SDS J065133.338 + 284423.37 (обикновено съкратено J0651) и двойно RX J0806 системи. Например, разстоянието между двата компонента А и В от първата двойна звезда от два PSR J0737-3039 Pulsers намалява с около 2,5 инча (6.35 см) на ден поради загубата на енергия за гравитационни вълни и това се случва в съгласие с. Всички тези данни се тълкуват като косвено потвърждение за съществуването на гравитационни вълни.

Според оценките, най-силните и доста чести източници на гравитационни вълни за гравитационни телескопи и антени са бедствия, свързани с села на двойни системи в най-близките галактики. В близко бъдеще няколко подобни събития годишно, изкривяващи метрики в околността на 10 -21 -10 -23, ще бъдат регистрирани на напреднали гравитационни детектори. Първите наблюдения на сигнала на оптично-метричния параметричен резонанс, което дава възможност за откриване на ефекта на гравитационните вълни от периодични източници на тясно двойно върху радиация на космически мазилки, евентуално получени на радио астрономията на RAS, Pushchino .

Друга възможност за откриване на фона на гравитационните вълни, пълни с вселената, е високоточният момент на отдалечените пулсари - анализ на времето за пристигане на техните импулси, което е характерно за действието под действието, преминало през пространството между Земята и. \\ T пулсар на гравитационни вълни. Оценява се за 2013 г., точността на времето трябва да бъде повдигнато от около една поръчка, така че да може да се използват фонови вълни от различни източници в нашата вселена и тази задача може да бъде решена до края на десетилетието.

Според съвременните идеи, нашата вселена изпълва реликтните гравитационни вълни, които се появяват в първите моменти след това. Регистрацията им ще позволи да се получи информация за процесите в началото на Вселената. 17 март 2014 г. в 20:00 Moscow time в центъра на астрофизиката на Харвард Смитсониан, американската група изследователи, работещи по проекта BICEP 2, беше обявена за откриване на поляризацията на реликтното излъчване на ненулеви тензорни смущения в ранната вселена, която е Също така откриването на тези реликвитни гравитационни вълни. Въпреки това, почти веднага този резултат е оспорван, защото, както се оказа, приносът не е взет под внимание. Един от авторите, J. M. KOVAC ( Ковак Дж. М.), признава, че "с интерпретация и покритие на тези експеримент BICEP2, участниците в експеримента и научните журналисти бяха малко побързани."

Експериментално потвърждение на съществуването

Първия фиксиран гравитационен сигнал на вълната. Ляви данни от детектор в Hanford (H1), отдясно - в Livingstone (L1). Времето се брои на 14 септември 2015 г., 09:50:45 UTC. За да визуализирате сигнала, той се филтрира с честотен филтър с честотна лента от 35-350 херца, за да потисне големи колебания извън високата чувствителност на детекторите, лентосъдържащи филтри също бяха приложени за потискане на шума на самите настройки. Топ ред: напрежение h в детектори. GW150914 първо пристигна в L1 и след 6 9 + 0 5 -0 4 ms на H1; За сравнение на визуалното сравнение данните с H1 се показват на L1 графика в напреднала и изменена с времето форма (за да се вземе предвид относителната ориентация на детекторите). Вторият ред: напрежения Н от гравитационния вълнов сигнал липсва през същия лентов филтър 35-350 Hz. Твърдата линия е резултат от цифрова относителност за система с параметри, съвместими с проучването въз основа на изследването на сигнала GW150914, получен чрез два независими кода с полученото съвпадение 99.9. Сиви дебели линии - площ от 90% от вероятността за доверие на сигналната форма, възстановена от тези детектори с два различни метода. Тъмно сивата линия симулира очакваните сигнали от сливането на черни дупки, светло сиво не използва астрофизични модели и представлява сигнална линейна комбинация от синусоидални-гаусски вълнове. Реконструкции се припокриват с 94%. Третият ред: остатъчни грешки след екстрахиране на филтрираното прогнозиране на сигнала на цифровата връзка от филтрирания сигнал на детекторите. По-нисък обхват: Представяне на честотна карта на напреженията, показваща увеличаване на доминиращата честота на сигнала с времето.

11 февруари 2016 г. от сътрудничеството на Лиго и Дева. Слят сигнал от две черни дупки с амплитуда на максимум около 10 -21 е регистриран на 14 септември 2015 г. в 9:51 UTC два лиго детектори в Hanford и Livingstone през 7 милисекунди един от друг, в областта на максималния сигнал амплитудата (0.2 секунди) Комбинира съотношението сигнал-шум 24: 1. Сигналът е посочен от GW150914. Формата на сигнала съвпада с прогнозата на общата теория на относителността за сливането на две черни дупки с маси 36 и 29 слънчева енергия; Възникващата черна дупка трябва да има маса 62 слънчев и ротационен параметър а. \u003d 0.67. Разстоянието до източника е около 1,3 милиарда, устойчива над десети от секунда в синтезатор - еквивалент на около 3 слънчеви маси.

История

Историята на термина "гравитационна вълна", теоретично и експериментално търсене на тези вълни, както и тяхното използване за проучвания на явления, недостъпни за други методи.

• 1900 - Лоренц предложи тежестта "... може да се прилага със скорост, без повече скорост";
• 1905 - Poincare. За първи път въвежда терминът гравитационна вълна (onde gravificque). Poincaré, на висококачествено ниво, извади установените възражения на Лаплас и показа, че корекцията, свързана с гравитационните вълни към общоприетите закони на процедурите на Нютон, се намаляват, като по този начин предполагането на съществуването на гравитационни вълни не противоречи на наблюденията Шпакловка
• 1916 - Айнщайн показа, че в рамките на ОТО механичната система ще предава енергия с гравитационни вълни и, грубо говорене, всяко завъртане на относително фиксирани звезди трябва по-рано или късно да спре, въпреки че, разбира се, при нормални условия, загуба на енергия е незначителен и практически не измерим (в тази работа, той погрешно вярва, че механичната система непрекъснато задържаната сферична симетрия може да излъчва гравитационни вълни);
• 1918 - Айнщайн донесе четиристранната формула, при която радиацията на гравитационните вълни се оказва ефект на реда, като по този начин конфигурира грешката в предишната си работа (грешка в коефициента остава, вълновата енергия е 2 пъти по-малка);
• 1923 - Едингтън - разпита физическата реалност на гравитационните вълни "... нанесете ... със скоростта на мисълта." През 1934 г., при подготовката на руския превод на своята монография "Теория на относителността", Едингтън добави няколко глави, включително глави с две възможности за изчисляване на енергийните загуби от въртящ се пръчка, но отбеляза, че методите на приблизителни изчисления на OTO, \\ t Според него не са приложими за гравитационно свързани системи. Така остават съмнения;
• 1937 - Айнщайн, заедно с Росен, изследваха цилиндричните вълни на точните уравнения на гравитационното поле. По време на тези проучвания те имаха съмнения, че гравитационните вълни могат да имат артефакт с приблизителни решения на уравненията на уравненията на ОТО (известна кореспонденция за прегледа на Айнщайн и росен "Има ли гравитационни вълни?"). По-късно той откри грешка в разсъжденията, окончателната версия на статията с фундаментални редакции е публикувана още в списание на Института Франклин;
• 1957 - Херман Бонди и Ричард Фейнман предложиха ментален експеримент "тръстика с мъниста", в която обосновано съществуването на физическите последици от гравитационни вълни в ОТО;
• 1962 - Владислав празен и Михаил Херчирсейн описва принципите на използване на интерферометри за откриване на гравитационни вълни на дълги вълни;
• 1964 - Филип Питърс и Йоан Матю теоретично описани гравитационни вълни, излъчвани от двойни системи;
• 1969 - Джоузеф Уебър, основател на гравитационната вълна астрономия, съобщава за откриване на гравитационни вълни с помощта на резонансен детектор - механична гравитационна антена. Тези послания генерират грубо нарастване на работата в тази посока, по-специално Weiss Rainier, един от основателите на проекта LIGO, започва експерименти по това време. В момента (2015) никой не успя да получи надеждни потвърждения на тези събития;
• 1978 - Джоузеф Тейлър докладвани за откриване на гравитационно излъчване в двойната Pulsar система PSR B1913 + 16. Джоузеф Тейлър и Ръсел Хали заслужиха Нобелова награда по физика за 1993 година. В началото на 2015 г., три пост-кеплеровска параметъра, включително намаляване на периода, дължащ се на радиацията на гравитационните вълни, се измерва най-малко за 8 такива системи;
• 2002 - Сергей Копекин и Едуард Фомалонт, направен с помощта на радиовълен интерферометрия с супер-дълга база за измерване на светлините на леки отклонения в гравитационното поле на Юпитер в динамиката, която за някакъв клас хипотетични разширения ви позволява да оцените скоростта на тежестта - разликата от скоростта на светлината не трябва да надвишава 20% (това тълкуване не е общоприето);
• 2006 - Международният екип на Марта Брек (Обсерватория на паркове, Австралия) съобщава значително по-точни потвърждения за разделянето и кореспонденцията на мащаба на гравитационните вълни в системата на два PSR J0737-3039A / B пулсара;
• 2014 - Астрономите Харвард-Смитсониан Астрофизичният център (BICEP) докладва за откриване на първични гравитационни вълни при измерване на колебанията на реликционната радиация. В момента (2016) откритите колебания се считат за не-реликви, но се обясняват с радиация на прах в галактиката;
• 2016 - екип за международен лиго докладвани за откриване на случай на преминаване на гравитационни вълни GW150914. За първи път се съобщава за пряко наблюдение на взаимодействащи масивни тела в ултрамични гравитационни полета с ултра-високи относителни скорости (< 1,2 × R s , v/c > 0.5), което позволи да се провери коректността на точността на няколко след седмични членове на високи поръчки. Измерената дисперсия на гравитационните вълни не противоречи на предварително направените измервания на дисперсията и горната граница на масата на хипотетичната гравитона (< 1,2 × 10 −22 эВ), если он в некотором гипотетическом расширении ОТО будет существовать.

Какво представлява гравитационните вълни?

Гравитационни вълни - промени в гравитационното поле, разпространяващо като вълни. Излъчвани чрез движещи се маси, но след радиация те ги оставят и съществуват независимо от тези маси. Математически свързани с смущенията на пространственото метрик и може да се опише като "вълни от пространството-време".

В общата теория на относителността и в повечето други съвременни теории на тежестта гравитационните вълни се генерират от движението на масивни тела с променливо ускорение. Гравитационните вълни са свободно разпределени в пространството със скоростта на светлината. Благодарение на относителната слабост на гравитационните сили (в сравнение с други), тези вълни имат много малка сума, с трудност регистрация.

Гравитационните вълни се предвиждат от общата теория на относителността (OTO). За първи път те са били пряко открити през септември 2015 г. от два двойни детектора на обсерваторията LIGO, върху които са регистрирани гравитационни вълни, които вероятно се дължат на сливането на две черни дупки и образуването на още една масивна въртяща се черна дупка. Непреки сертификати за тяхното съществуване бяха известни след 70-те години - от следните съвпадения с наблюдения на сближаването на близки системи на двойни звезди поради загубата на енергия към радиацията на гравитационните вълни. Директната регистрация на гравитационни вълни и тяхното използване за определяне на параметрите на астрофизичните процеси е важна задача на съвременната физика и астрономия.

Ако си представите нашето пространство-време като мрежа от координати, тогава гравитационните вълни са смущения, вълни, които ще преминават през мрежата, когато масивните тела (например черни дупки) изкривяват пространството около себе си.

Това може да се сравни със земетресението. Представете си, че живеете в града. Има някои маркери, които създават градско пространство: къщи, дървета и т.н. Те са неподвижни. Когато се появи голямо земетресение някъде близо до града, колебанията достигат до нас - и дори се молеха дори фиксирани къщи и дървета. Тези трептения са гравитационни вълни; И обекти, които осцилира са пространството и времето.

Защо учените не могат да регистрират гравитационни вълни толкова дълго?

Специфичните усилия за откриване на гравитационни вълни започнаха в следвоенния период с няколко наивни устройства, чиято чувствителност очевидно не можеше да бъде достатъчно, за да регистрира такива трептения. С течение на времето стана ясно, че детекторите за търсене трябва да са много големи - и те трябва да използват съвременната лазерна техника. Тя е с развитието на съвременните лазерни технологии, които се появи геометрията, смущаването на която е гравитационната вълна. Най-мощното развитие на технологиите изигра ключова роля в това отваряне. Без значение как биха били гениални учени, преди 30-40 години, беше технически невъзможно да го направим.

Защо откриването на вълните е толкова важно за физиката?

Гравитационните вълни бяха предвидени от Алберт Айнщайн в общата теория на относителността преди около сто години. Всички хХ век са физици, които разпитаха тази теория, въпреки че се появиха все повече потвърждения. И присъствието на гравитационни вълни е такова критично потвърждение на теорията.

В допълнение към регистрацията на гравитационни вълни за това как се държи гравитацията, ние знаехме само при примера на небесната механика, взаимодействието на небесните тела. Но беше ясно, че гравитационното поле има вълни и пространствено време могат да бъдат деформирани по подобен начин. Фактът, че не сме виждали гравитационни вълни преди, е бяло петно \u200b\u200bв съвременната физика. Сега е затворено бяло петно, още една тухла е поставена в основата на съвременната физическа теория. Това е основното откритие. През последните години нямаше нищо подобно.

"Чакащи вълни и частици" - документален филм за търсенето на гравитационни вълни(от dmitry zavilgelskiy)

Има в регистрацията на гравитационни вълни и практически момент. Вероятно след по-нататъшното развитие на технологиите ще бъде възможно да се говори за гравитационна астрономия - да наблюдават следите от най-силно мощните събития във Вселената. Но сега е твърде рано да се говори за това, ние говорим само за факта на регистрация на вълни, а не за изясняване на характеристиките на обектите, които генерират тези вълни.

Само преди няколко часа нямах новината, която отдавна чакаше в научния свят. Група от учените от няколко страни, работещи като част от международния проект LIGO Scientfic сътрудничество, твърдят, че с няколко детекторна обсерватория те успяват да определят гравитационни вълни в лабораторни условия.

Те анализират данните от две лазерно-интерферометрична гравитационна обсерватория (лазерна интерферометър гравитационна обсерватория - LIGO), разположена в Щатите Луизиана и Вашингтон в САЩ.

Както бе споменато на пресконференцията на LIGO, гравитационните вълни бяха регистрирани на 14 септември 2015 г., първо на една обсерватория, а след това след 7 милисекунди към друга.

Въз основа на анализа на получените данни, които учените са били ангажирани в много страни, включително и от Русия, е установено, че гравитационната вълна е причинена от сблъсък на две черни дупки с тегло 29 и 36 пъти повече от масата на слънцето. След това те се сляха в една голяма черна дупка.

Това се случи преди 1,3 милиарда години. Сигналът дойде на земята от съзвездието Магеланов облак.

Сергей Попов (астрофизик на Държавния астрономическия институт на Държавния университет на Щернберг Москва) обясни какви гравитационни вълни и защо е толкова важно да ги измери.

Модерните тежест теории са геометрични теории за гравитацията, повече или по-малко, като се започне с теорията на относителността. Геометричните свойства на пространството засягат движението на тела или такива предмети като светло лъч. Обратно - разпределението на енергията (това е същото като масата в пространството) засяга геометричните свойства на пространството. Това е много готино, защото то е просто визуализирано - цялата тази клетъчна равнина, оценена в клетката, има определен физически смисъл, въпреки че, разбира се, не е буквално.

Физиците използват думата "метрика". Метриката е нещо, което описва геометричните свойства на пространството. И тук се движим със ускорение. Най-простите - краставицата се върти. Важно е той, например, не е топка, а не гъвкав диск. Лесно е да си представим, че когато такъв краставица се върти на еластичната равнина, пулсацията ще избяга от нея. Представете си, че стоиш някъде, а краставицата ще се обърне към теб един край, после друг. Това засяга пространството и времето по различни начини, гравитационната вълна.

Така че гравитационната вълна е пулсираща, работеща в пространството-времето метрика.

Мъниста в космоса

Това е основната собственост на нашите основни идеи за това как се подрежда гравитацията, а на хората сто години искат да го проверят. Те искат да се уверят, че ефектът е и че той е видим в лабораторията. В природата тя вече е виждала преди около три десетилетия. Как трябва да се проявяват гравитационните вълни в ежедневието?

Най-лесно е да илюстрираме това, така че: ако хвърлите мъниста в пространството, така че те са чаша, и когато гравитационната вълна ще премине перпендикулярна на техния самолет, те ще започнат да се превръщат в елипса, компресирани в една посока, след това към друга . Факт е, че пространството около тях ще бъде възмутено и те ще го почувстват.

"G" на земята

За такова нещо, което хората правят, просто не в космоса, а на земята.

На разстояние от четири километра един от друг, огледалата висят под формата на буквата "G" [означаваща американска лиго обсерватория].

Лазерни лъчи текат - това е интерферометър, добро разбираемо нещо. Съвременните технологии ви позволяват да измервате фантастично малък ефект. Все още не вярвам, че не вярвам, но просто не се вписвам в главата си - изместването на огледала, висящи на разстояние от четири километра един от друг, е по-малко от размера на атомното ядро. Това не е достатъчно дори в сравнение с дължината на вълната на този лазер. В това се наблюдаваше гравитация - най-слабото взаимодействие и следователно изместването е много малко.

Отнема много време, хората се опитаха да направят това от 70-те години, прекарали живота си в търсене на гравитационни вълни. И сега само техническите възможности позволяват да се получи регистрацията на гравитационна вълна в лабораторни условия, т.е. тя е дошла тук и огледалата са се изместили.

Посока

През годината, ако всичко е наред, вече има три детектора в света. Трима детектори са много важни, защото тези неща са много зле определени по посока на сигнала. Приблизително както и ние сме на изслушването, лошо определяме посоката на източника. "Звукът е от някъде отдясно" - тези детектори са приблизително толкова чувства. Но ако има трима души един от друг, и човек чува звука отдясно, друг отляво, а третата назад, тогава можем много точно да определим посоката на звука. Колкото повече детектори ще бъдат, толкова повече те са разпръснати по целия свят, толкова по-точно можем да определим посоката към източника, а след това ще започне астрономията.

В крайна сметка крайната задача не само да потвърди общата теория на относителността, но и да получи нови астрономически знания. Представете си, че има черна дупка с десет маса. И е изправена пред друга черна дупка с тежест в десет маса. Сблъсъкът се среща със скоростта на светлината. Енергиен пакет. Вярно е. Много е фантастично. И това не е ... това е само възела на пространството и времето. Бих казал, че откриването на сливането на две черни дупки за дълго време ще стане най-надеждно потвърждение, че черните дупки са за такива черни дупки, за които мислим.

Нека да отидем по въпроси и явления, които тя може да разкрие.

Има ли наистина черни дупки?

Сигналът, който се очаква от обявяването на лиго, може да е произведен от две сливащи се черни дупки. Такива събития са най-мощните известни; Силата на гравитационните вълни, излъчвана от тях, може накратко да засенчи всички звезди на наблюдаваната вселена в сумата. Обединяването на черните дупки също са много лесни за интерпретиране на много чисти гравитационни вълни.

Сливането на черни дупки се случва, когато две черни дупки се завъртат по спиралата спрямо един с друг, излъчваща енергия под формата на гравитационни вълни. Тези вълни имат характерен звук (LFM), който може да се използва за измерване на масата на тези два обекта. След това черните дупки обикновено се сливат.

"Представете два сапунени мехурчета, които са подходящи толкова близо, че една форма на балон. По-голям балон е деформиран ", казва Тибелд Дедур, гравитационен теоретик от Института за напреднали научни изследвания в близост до Париж. Последната черна дупка ще бъде перфектно сферична, но първо трябва да излъчва гравитационни вълни от предвидим тип.

Една от най-важните научни последици от откриването на черни дупки ще бъде потвърдена от съществуването на черни дупки - поне идеално кръгли обекти, състоящи се от чисто, празно, извито пространствено време предсказва общата теория на относителността. Друга последица - сливането преминава, когато учените прогнозират. Астрономите имат много косвени потвърждения на това явление, но досега наблюдаваше звездите и прегърнат газ в орбитата на черни дупки, а не самите черни дупки.

"Научната общност, включително мен, не харесва черни дупки. Ние ги приемаме като предоставено ", казва Франция Преторойс, специалист по симулация на Сиу в университета Принстън в Ню Джърси. "Но ако мислите за това, какво е невероятна прогноза, трябва да бъдем наистина невероятни доказателства."

Дали гравитационните вълни се движат със скоростта на светлината?

Когато учените започват да сравняват наблюденията на лиго с наблюденията на други телескопи, първото нещо, което проверяват, е, че сигналът пристигна за едно време. Физиката смята, че гравитацията се предава от гравитонови частици, гравитационен аналог на фотоните. Ако, както в фотоните, тези частици нямат никаква маса, гравитационните вълни ще се движат със скоростта на светлината, съответстваща на прогнозата на гравитационните вълни в класическата теория на относителността. (На тяхната скорост могат да повлияят ускорената експанзия на Вселената, но това трябва да се прояви на разстояния значително по-високо от тези, които покриват лиго).

Възможно е обаче гравитоните да имат малка маса и затова гравитационните вълни ще се движат със скорост по-малко светлина. Така например, ако Лиго и Дева откриват гравитационни вълни и да разберат, че вълните пристигнаха на Земята по-късно с космическото събитие на гама лъчите, може да има съдбовни последици за фундаменталната физика.

Е пространствено време от космическите струни?

Още по-странно откритие може да се случи, ако избухванията на гравитационни вълни ще бъдат открити чрез излизане от "космически струни". Тези хипотетични дефекти на кривината на пространството-време, които могат да бъдат и може да не са свързани с теориите на струните, трябва да бъдат безкрайно тънки, но се простират до космически разстояния. Учените прогнозират, че космическите струни, ако съществуват, могат случайно да бъдат изпреварини; Ако низът е претоварен, той ще причини гравитационна пръска, която може да измерва детекторите като лиго или Дева.

Може ли неутронните звезди да бъдат неравномерни?

Неутронните звезди са останки от големи звезди, които се срутиха под собственото си тегло и станаха толкова плътни, че електроните и протоните започнаха да се стопят в неутрони. Учените слабо разбират физиката на неутронните дупки, но гравитационните вълни могат да разкажат много за тях. Например, интензивната гравитация върху тяхната повърхност води до факта, че неутронните звезди стават почти напълно сферични. Но някои учени предложиха, че могат да бъдат и "планини" - няколко милиметра височина - които правят тези плътни предмети с диаметър 10 километра, не повече, леко асиметрични. Неутронните звезди обикновено се върти много бързо, следователно асиметричното разпределение на масата ще деформира пространството и ще произведе постоянен гравитационен вълнов сигнал под формата на синусоиди, забавяйки въртенето на звездата и излъчваща енергия.

Двойки неутронни звезди, които се въртят един около друг, също произвеждат постоянен сигнал. Подобно на черните дупки, тези звезди се движат по спиралата и в крайна сметка се сливат с характерен звук. Но неговата специфичност се различава от особеностите на звука на черни дупки.

Защо звездите експлодират?

Черните дупки и неутронните звезди се образуват, когато масивните звезди престанат да блестят и се срутват. Астрофизиката смята, че този процес се основава на всички общи видове експлозии на Supernova тип II. Симулацията на такава супернова все още не е показала, че те се запалят, но слушането на гравитационни вълни избухва от истинската свръхнова, както се смята, че може да отговори. В зависимост от това какви видове вълни са сходни, доколкото те са силни, както често се случват и как са свързани с свръхнови, следвани от електромагнитни телескопи, тези данни могат да помогнат за премахване на куп от съществуващи модели.

Колко бързо се разширява Вселената?

Разширяването на Вселената означава, че отдалечените предмети, които се отстраняват от нашата галактика, изглеждат по-червени, отколкото в действителност, тъй като светлината, излъчвана от тях, е опъната, докато се движат. Космолозите оценяват темпото на разширяване на Вселената, сравнявайки червеното смяна на галактиките с факта, че те са от нас. Но това разстояние обикновено се оценява на яркостта на Supernova тип IA и тази техника оставя куп несигурност.

Ако няколко гравитационни детектори на вълни по света ще открият сигнали от сливането на същите неутронни звезди, заедно те могат абсолютно точно да оценят обема на сигнала и в същото време разстоянието, на което се е случило сливането. Те също така ще могат да оценят посоката и с нея и да идентифицират галактиката, в която е настъпило събитието. Чрез сравняване на червената смяна на тази галактика с разстояние до обединяване на звезди, можете да получите независим темп на космическото разширение, евентуално по-точен от съвременните методи.

Гравитационните вълни, теоретично прогнозирани от Айнщайн през 1917 г., все още чакат техния откривател.

В края на 1969 г. професор Физикия на Мерилендския университет Джоузеф Уебър направи сензационно изявление. Той обяви, че е открил вълните на гроба на земята от дълбините на космоса. До онова време, нито един учен, действал с такива твърдения, и възможността за откриване на такива вълни се считат далеч от очевидни. Въпреки това, Уебър е чул власт в своята област и затова колегите възприемат посланието му с пълна сериозност.

Но настъпи разочарование. Амплитудите на вълните, се регистрирали от Weber, милиони пъти по-високи от теоретичната стойност. Уебър твърди, че тези вълнения са дошли от центъра на нашата галактика, затворени с облаци за прах, за които е имало малко известно. Астрофизиката предполага, че има гигантска черна дупка, която ежегодно поглъща хиляди звезди и хвърля част от абсорбираната енергия под формата на гравитационна радиация, а астрономите се занимават с напразно търсене на по-изразени следи от този космически канибализъм (сега е доказа, че черната дупка наистина е там, но тя води самостоятелно достоен). Физика от САЩ, СССР, Франция, Германия, Англия и Италия започнаха експерименти на детектори от същия тип - и не постигнаха нищо.

Учените все още не знаят какво да приписват странни показания на Weber устройства. Въпреки това усилията му не изчезват, въпреки че все още не са намерени гравитационни вълни. Няколко инсталации за тяхното търсене вече са изградени или построени, а след десет години такива детектори ще бъдат отгледани в пространството. Възможно е в не толкова дългосрочно бъдещо, гравитационното излъчване ще стане една и съща наблюдавана физическа реалност, както и електромагнитни трептения. За съжаление, Джозеф Уебър вече няма да знае това - той починал през септември 2000 година.

Какво представлява вълните на гроба

Често се казва, че гравитационните вълни се разпределят в пространството на смущенията на растението. Такава дефиниция е правилна, но непълна. Според общата теория на относителността тежестта възниква поради кривината на космическия континуум. Вълните на гравитацията са колебания на метриката на пространството, които се проявяват като трептения на гравитационното поле, така че те често са образно нарилени пространствени вълните. Гравитационните вълни бяха теоретично прогнозирани от Алберт Айнщайн през 1917 година. Като съществуват, никой не ги съмнява, но гравитационните вълни все още чакат техния откривател.

Източникът на гравитационни вълни служи на никакви движения на материални тела, което води до нехомогенна промяна в силата на гравитацията в заобикалящото пространство. Придвижването с постоянна скорост на тялото не излъчва, тъй като характерът на нейните полета не се променя. За излъчване на вълни е необходимо ускорение, но не и нищо. Цилиндърът, който се върти около оста на симетрията, се ускорява, но гравитационното му поле остава хомогенно, а вълните не възникват. Но ако популяризирате този цилиндър около друга ос, полето ще бъде осцилиращо и гравитационните вълни ще избягат от цилиндъра.

Това заключение се отнася до всеки орган (или система от тел), асиметричен спрямо оста на въртене (в такива случаи се казва, че тялото има Quadroule момент). Масовата система, четворният момент варира с времето, винаги излъчва гравитационни вълни.

Основните свойства на гравитационните вълни

Астрофизиката предполага, че е излъчването на гравитационни вълни, подбора на енергия, ограничава скоростта на въртене на масивния пулсар при абсорбцията на веществото на съседната звезда.

Космос гравитационни фарове

Гравитационното излъчване на източниците на Земята е изключително слабо. Стоманената колона с тегло 10 000 тона, окачена от центъра в хоризонталната равнина и обраслата около вертикалната ос до 600 rpm, излъчва мощността от около 10 -24 W. Ето защо единствената надежда за откриване на вълни на гравитацията е да намери космическия източник на гравитационно радиация.

В това отношение, близките двойни звезди са много обещаващи. Причината е проста: Силата на гравитационното излъчване на такава система нараства в обратната част до петата степен на диаметъра му. Дори е по-добре, ако траекторите на звездите са много удължени, тъй като скоростта на промяна на четвъртия момент се увеличава. Много е добре, ако двойната система се състои от неутронни звезди или черни дупки. Такива системи са подобни на гравитационните маяци в пространството - тяхната радиация има периодичен характер.

В пространството има "импулсни" източници, които генерират къси, но изключително мощни гравитационни изблици. Това се случва, когато сривът на масивна звезда, предхождаща експлозията на свръхнова. Въпреки това, деформацията на звездата трябва да бъде асиметрична, в противен случай радиацията няма да възникне. По време на колапс гравитационните вълни могат да носят до 10% от общата енергия на осветителните тела! Силата на гравитационното радиация в този случай е около 10 50 W. Още повече енергия се отличава, когато неутронните звезди са обединени, тук пиковата мощност достига 10,52 вата. Отличен източник на радиация е сблъсък на черни дупки: техните маси могат да надвишават масата на неутронните звезди в милиарди пъти.

Друг източник на гравитационни вълни е космологична инфлация. Веднага след голяма експлозия, вселената започна да се разширява изключително бързо и по-малко от 10-34 секунди, нейният диаметър се увеличи от 10-33 cm до макроскопски размер. Този процес непременно укрепва гравитационните вълни, които са съществували преди да започнат, и досега техните потомци са запазени.

Непряко потвърждение

Първото доказателство за съществуването на вълни на гравитацията е свързано с произведенията на американското радио астроном Йозеф Тейлър и неговия ученик Ръсел Халс. През 1974 г. те са открили чифт неутронни звезди един около друг (излъчващ пулсар с безмълвен спътник). Pulsar завъртя около оста със стабилна ъглова скорост (която не винаги се случва) и следователно служи като изключително точен часовник. Тази функция дава възможност за измерване на масите на двете звезди и да се разбере естеството на тяхното орбитално движение. Оказа се, че периодът на циркулация на тази двойна система (около 3 h 45 min) се намалява ежегодно със 70 μs. Тази стойност е в добро съгласие с решенията на уравненията на общата теория на относителността, описваща загубата на енергия на звездния двойка, поради гравитационното излъчване (обаче, сблъсъкът на тези звезди ще се случи скоро, след 300 милиона години ). През 1993 г. Тейлър и мехур бяха наградени за това откриване на Нобелова награда.

Гравитационна вълна антена

Как да се открият гравитационни вълни експериментално? Уебер използва като детектори, дължина на твърда алуминиева метър с пиезодатори на краищата. Те са с максимална пълнота, изолирана от външни механични въздействия във вакуумна камера. Двама такива цилиндри, инсталирани в бункера в университета в Мерилендския университет, и един - в националната лаборатория на аргон.

Идеята за експеримента е проста. Пространството под действието на гравитационните вълни е компресирано и разтешено. Благодарение на това, цилиндърът вибрира в надлъжната посока, действащ като гравитационна антена и пиезоелектричните кристали превеждат вибрации в електрически сигнали. Всяко преминаване на космически вълни на гроба почти едновременно действа върху детектори, разделени с хиляда километра, което позволява филтриране на гравитационни импулси от различни видове шум.

Уебер сензорите успяха да забележат смелите на краищата на цилиндъра, равна на само 10 -15 дължината му - в този случай 10 -13 cm. Това колебания са на Уебър успял да открие какво е за първи път и е докладвал през 1959 година на страници Писма за физически преглед.. Всички опити за повтаряне на тези резултати бяха напразни. Данните на Weber също така противоречат на теорията, която на практика не очаква относителни разселвания над 10 -18 (и много по-вероятно да по-малко от 10-20). Възможно е Вебер да звучи със статистическа обработка на резултатите. Първият опит за експериментално откриване на гравитационното излъчване, завършен с провал.

В бъдеще гравитационните и вълновите антени значително се подобриха. През 1967 г. американският физик Бил Фалбанк предложи да ги охлади в течен хелий. Това не само позволява да се отървете от по-голямата част от термичния шум, но и отвори възможността за прилагане на калмари (свръхпроводящи квантови интерферометри), изключително супер чувствителни магнитометри. Изпълнението на тази идея се оказа, че е съчетание с много технически трудности и самият Феърбанк не е живял до нея. До началото на 80-те години физиката от университета Станфорд построи инсталация с чувствителност от 10 -18, но вълните не се регистрираха. Сега в редица страни има ul-pregenigenic вибрационни детектори на вълните, работещи при температури само на десети и стотни от степен над абсолютната нула. Такива, например, инсталиране на аурига в Падуа. Антената за него сервира триметров цилиндър от алуминиево-магнезиева сплав, диаметърът, който е 60 cm, а теглото е 2.3 тона. Тя се суспендира във вакуумна камера, охладена до 0,1 k. от около 1000 Hz), предавани на спомагателен резонатор с тегло 1 kg, който се колебае със същата честота, но много по-голяма амплитуда. Тези вибрации се записват от измервателното оборудване и се анализират с помощта на компютър. Чувствителността на комплекса Auriga е около 10 -20 -10 -21.

Интерферометри

Друг начин за откриване на вълните на гравитацията се основава на неуспеха на масивните резонатори в полза на светлинните лъчи. Първият през 1962 г. е предложен от съветската физика Михаил Херчестър и Владислав Вошово и две години по-късно и Вебер. В началото на 70-те години на миналия век, служител на лабораторията за научни изследвания на корпорацията Звънец. Робърт напред (в миналото студент на Weber, в бъдеще много известната научна фантастика) построи първия такъв детектор с доста достойна чувствителност. В същото време професор по Института по технологии на Масачузет (MIT) Rainer Weiss изпълни много дълбок теоретичен анализ на възможностите за регистрация на гравитационни вълни, използвайки оптични методи.

Тези методи включват използването на аналози на устройството, с помощта на които преди 125 години физикът Алберт Хайкелсън доказва, че скоростта на светлината е строго еднаква във всички посоки. В тази инсталация, интерферът на Michelson, светлинният лъч попада върху полупрозрачната плоча и е разделена на две взаимно перпендикулярни лъчи, които се отразяват от огледалата, разположени на същото разстояние от плочата. След това лъчите отново се сливат и падат на екрана, където се появява моделът на смущенията (леки и тъмни ивици и линии). Ако скоростта на светлината зависи от неговата посока, след това при завъртане на цялата инсталация, тази снимка трябва да се промени, ако не - останете същите като преди.

Интерферентният детектор на вълни на гравитацията работи по подобен начин. Миналата вълна деформира пространството и променя дължината на всяко рамо на интерферометъра (пътеките, по които светлината отива от разделителя към огледалото), разтягайки едно рамо и притискащо нещо друго. Изображението на смущенията се променя и това може да бъде регистрирано. Но не е лесно: ако очакваната относителна промяна в дължината на раменете на интерферометъра е 10 -20, след това по време на размерите на устройството (като Michelson) се превръща в амплитудата на амплитудата от около 10 - 18 cm. За сравнение: вълни на видима светлина 10 трилион пъти по-дълго! Можете да увеличите дължината на раменете на няколко километра, но проблемите все още ще останат. Лазерният източник на светлина трябва да бъде едновременно мощен и стабилен по честота, огледалата са идеално плоски и идеално отразяват, вакуумът в тръбите, на който се разпространява светлината, - колкото е възможно по-дълбоко, механичната стабилизация на цялата система е наистина перфектно. Накратко, интерференция гравитационният детектор на вълната е, че устройството е скъпо и обемист.

Днес най-голямата инсталация от този вид е американският комплекс Лиго (Светлинна интерферометър гравитационна обсерватория). Състои се от две обсерватория, една от които се намира на брега на Тихия океан на САЩ, а другата не е далеч от Мексиканския залив. Измерванията се правят с помощта на три интерферомера (две в състоянието на Вашингтон, една в Луизиана) с рамене на четири километра. Инсталацията е оборудвана с огледални светлини, които увеличават чувствителността си. "От ноември 2005 г. всичките трима на нашия интерферометър работят в нормален режим", каза Питър Силсън, професор по физиката на университета в Сиракуза, говори "популярна механика". - Ние непрекъснато обменяме данни с други наблюдатели, които се опитват да открият гравитационни вълни с честота в десетки и стотици херца, които са възникнали с най-мощните експлозии на свръхнови и сливането на неутронни звезди и черни дупки. Сега има немски интерферометър GEO 600 (дължина на раменете - 600 м), разположен на 25 км от Хановер. Понастоящем е надстроено 300-метровата японска тама устройство. Три-километърът Дева в близост до PISA ще се свърже с общите усилия в началото на 2007 г. и при честоти по-малко от 50 Hz може да надмине Лиго. Инсталациите с улстерогенни резонатори действат с нарастваща ефективност, въпреки че тяхната чувствителност все още е малко по-малка от нашата.

Перспективи

Какво се очаква да открие гравитационни вълни в близко бъдеще? За тази "популярна механика" каза професор Райнер Вайс: "След няколко години ще бъдат инсталирани по-мощни лазери и по-напреднали детектори в комплекса LIGO на комплекса LIGO, което ще доведе до 15-кратно увеличение на чувствителността. Сега е 10 -21 (при честоти от порядъка на 100 Hz) и след като модернизацията надвишава 10 -22. Модернизиран комплекс, напреднал лиго, ще увеличи дълбочината на проникване в космоса 15 пъти. Професор MSU Vladimir Braginsky активно участва в този проект, един от пионерите за изучаване на гравитационни вълни.

В средата на следващото десетилетие е планирано пускането на интерферометъра на Лиза ( Лазерно интерферомерно пространство антена) С дължината на раменете от 5 милиона километра, това е съвместен проект НАСА и Европейската космическа агенция. Чувствителността на тази обсерватория ще бъде стотици пъти по-високи от възможностите на наземните инструменти. Той е предназначен предимно за търсене на ниски честота (10 -4 -10 -1 -1 Hz) гравитационни вълни, които не могат да бъдат уловени на повърхността на земята поради атмосферна и сеизмична намеса. Такива вълни излъчват двойни звездни системи, доста типични жители на космоса. Лиза също ще може да регистрира вълните на гравитацията, произтичащи от абсорбцията на черни дупки на обикновените звезди. Но за да се открият реликтни гравитационни вълни, които носят информация за състоянието на материята в първите моменти след голяма експлозия, най-вероятно ще бъдат необходими по-напреднали космически инструменти. Такава инсталация Голям взрив наблюдателСега се обсъжда, но е малко вероятно тя да може да създава и да работи по-рано от 30-40 години. "