Все, що треба знати про головне наукове відкриття десятиліття версія для чайників Космос Наука та
Фізики з міжнародної колаборації LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) експериментально виявили хвилі простору-часу. Відкриття, до якого великий внесок зробили українські вчені, претендує на прорив року. "Лента.ру" розповідає все, що потрібно знати про цю подію.
Що саме відкрили
Вони були породжені двома чорними дірками (в 29 і 36 разів важчими за Сонце) в останні частки секунди перед їх злиттям у більш масивний гравітаційний об'єкт, що обертається (у 62 рази важчий за Сонце). За частки секунди приблизно три сонячні маси перетворилися на гравітаційні хвилі, максимальна потужність випромінювання яких була приблизно в 50 разів більша, ніж від усього видимого Всесвіту. Злиття чорних дірок відбулося 1,3 мільярда років тому (скільки часу гравітаційне обурення поширювалося до Землі).
По-перше, фізики вперше зареєстрували гравітаційні хвилі. Раніше це вдавалося зробити лише непрямим шляхом, спостерігаючи за втратою енергії пульсарами. По-друге, загальна теорія відносності, сформульована в 1915 Альбертом Ейнштейном, знову була підтверджена. По-третє, вчені ще раз довели існування чорних дірок. Експерименти фізиків добре пояснюються сучасними теоретичними моделями.
По-четверте, фізики продемонстрували астрономам можливості дослідження космосу за допомогою гравітації. Досі основну інформацію про далекі об'єкти вчені отримували в електромагнітних діапазонах (оптичному, рентгенівському, інфрачервоному та ультрафіолетовому). Основна ініціатива створення LIGO виходила від фізиків, тоді як астрономи воліли продовжувати дослідження космосу консервативними методами.
Навіщо відкрили
Підвищення чутливостігравітаційно-хвильових антен може призвести до відкриття безлічі джерел хвиль простору-часу. З цією метою можуть бути модернізовані існуючі гравітаційні обсерваторії та відкриті нові. Прогрес у новому способі дослідження космосу, що зароджується, обмежує вартість гравітаційних обсерваторій (LIGO обійшлася приблизно в 370 мільйонів доларів).
У перспективі за допомогою гравітаційно-хвильових антен можна з високою точністю виміряти прискорене розширення Всесвіту, оцінити працездатність існуючих космологічних моделей, перевірити відхилення від сферичної форми нейтронних зірок і виявити (у разі їх існування) космічні струни — одновимірні дефекти простору. вибуху.
Що таке гравітаційна хвиля
Гравітаційна хвиля є коливанням простору-часу — інакше кажучи, бриж, що поширюється в ньому: якщо кулька на капроні почне періодичний рух, то капрон, що виступає в цій аналогії простором-часом, також почне коливатися. Хвилі від кульки, що рухається в центрі капронової поверхні, почнуть поширюватися. Саме вони є аналогами гравітаційних обурень.
Матеріали на тему
Зациклений Всесвіт
«Ай та сучий син!»
Відкриття гравітаційних хвиль: онлайн «Стужка.ру»
Масивне тіло, поміщене в простір-час, викликає його викривлення. Зокрема, траєкторія світлового променя, що розповсюджується поруч із важким об'єктом, викривляється від прямолінійної. Ефект експериментально підтверджено.
Що таке чорна діра
У 1916 році німецький вчений Карл Шварцшільд знайшов перше рішення рівнянь загальної теорії відносності Ейнштейна. Воно описує гравітаційне поле, створене центрально-симетричним розподілом мас із нульовим електричним зарядом. Це рішення містило так званий гравітаційний радіус тіла, що визначає розміри об'єкта зі сферично-симетричним розподілом матерії, який не здатні залишити фотони (кванти електромагнітного поля, що рухаються зі швидкістю світла).
Визначена таким чином Шварцшильдова сфера тотожна поняттю обрії подій, а масивний обмежений нею об'єкт — чорній дірі. Описана Шварцшильдом чорна діра є статичною, тобто нерухомою (що не обертається). У природі таких дірок, мабуть, немає. Практично будь-яка реальна чорна дірка обертатиметься і матиме ненульовий заряд (для цього достатньо, щоб вона поглинула хоча б одну заряджену елементарну частинку). Заряджені чорні діри, що обертаються, вперше описав Рой Керр, який за це нещодавно отримав премію Крафорда.
Чия заслуга
Обсерваторія LIGO є гравітаційно-хвильовою антеною, утвореною двома ідентичними детекторами, розташованими в Лівінгстоні (штат Луїзіана) і Хенфорді (штат Вашингтон) у США на відстані більше трьох тисяч кілометрів один від одного.