don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Categories:

Гравитационные волны и чёрные дыры открыты!

Национальный научный фонд США (NSF) многие годы финансировал постройку наземного детектора гравитационных волн (LIGO), который обошелся в 370 миллионов долларов. И вот вчера, 11 февраля 2016 года в 10:30 утра, NSF собрал пресс-конференцию, для которой снял специальный зал в Национальном пресс-клубе в центре Вашингтона. Там было объявлено об открытии гравитационных волн! Я слушал трансляцию из Годдардского центра НАСА, где в огромной аудитории с двумя экранами собралась куча людей – даже в проходах стояли. Аналогичные трансляции были в других городах и странах. Вот изложение в русской прессе:
http://lenta.ru/news/2016/02/11/ligo/
http://ria.ru/science/20160211/1373067751.html
Статья с результатами доступна на сайте Phys.Rev.Letters. https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102
Вот главная страница этой работы – с двумя профилями гравитационной волны, зарегистрированной двумя независимыми детекторами LIGO, расположенным на расстоянии 3000 км друг от друга – в штате Вашингтон и Луизиана. Совпадение результатов двух детекторов и теоретических расчетов (на следующей странице статьи) настолько впечатляющее, что скептиков осталось мало. Данная статья посвящена результату первых 16-ти дней наблюдений LIGO в сентябре-октябре 2015. Можно предсказать, что уже готовится статья про другие сигналы, полученные в прошедшие месяцы.



Согласно расчетам, слились две чёрные дыры с массой в 36 и 29 масс Солнца, расположенные на расстоянии 1.3 миллиарда световых лет. Слияние породило черную дыру с массой в 62 масс Солнца – и 3 массы Солнца были излучены в виде гравволн – всего за долю секунды!
Что означает это открытие?
1. Гравитационные волны, которые оставались гипотетическим объектом, хотя и подтвержденным раньше по торможению двойного пульсара, стали реальностью.
2. Была оценена скорость распространения гравитационных волн – и она оказалась близка к скорости света. Действительно, расстояние между детекторами 3000 км – и свет преодолевает его за 0.01 сек. Сигналы от гравволны были получены детекторами с разницей в 0.007 сек, что вероятнее указывает на то, что скорость распространения гравволн равна скорости света, и что источник был смещен от линии, соединяющей два детектора. Если бы сигналы различались более, чем на 0.01 сек, то это означало бы, что гравволны распространяются медленнее скорости света. Если бы разница была гораздо меньше 0.01 сек, то это бы означало, что – или скорость гравволн значительно превышает скорость света, или что источник оказался расположен удивительно симметрично относительно детекторов. Нет сомнения, что последующие наблюдения уточнят скорость распространения гравволн.
3. Фактически были открыты и черные дыры, потому что проведенные расчеты показывают, что такой сигнал может быть только результатом слияния черных дыр, а не нейтронных звезд. Это означает, что многие неэйнштейновские теории, например, Логунова-Мествиришвили-Фоломешкина, которые не предсказывают черных дыр, должны тихо скончаться или доказать, что их теория и без черных дыр может объяснить наблюдаемую форму сигнала гравволны.
4. Все это, вместе взятое, подтверждает эйнштейновскую ОТО с гораздо большей степенью уверенности, чем раньше.
5. Результат ЛИГО открывает новый тип астрономии – гравитационную астрономию. Что она может дать? Распределение чёрных дыр по пространству на многие миллиарды световых лет. Обращу внимание на то, что сливающиеся двойные черные дыры являются прекрасными стандартными свечами – то есть по форме сигнала можно определить их реальную светимость (в гравволнах) – и определить расстояние до них. Полагаю, что можно извлечь и допплеровское смещение частоты сигнала, что даст и лучевую скорость сливающихся дыр. Это даст новый метод определения ускорения Вселенной.
6. Это вызовет заметное перераспределение финансовых научных потоков – например, в сложившихся условиях не стоит тратить деньги на дорогостоящие проекты поиска темной материи или на суперускорители – есть более животрепещущая тема. LIGO собирается улучшить свою чувствительность еще в несколько раз и вскоре к наблюдениям гравволн подключатся детекторы в Италии, Японии и Индии. Более старый детектор гравволн есть в Германии. А что же Россия, в которой была известная школа Брагинского по детектированию гравволн? Может, российские миллиардеры перестанут меряться дурацкими яхтами и вложат деньги в гораздо более важный и престижный проект?

Сопутствующее замечание. В 2004 году в Вашингтоне корпорация MITRE провела научную конференцию по детектированию и использованию высокочастотных гравитационных волн. Там была куча полусумасшедших авторов и теорий, но были и люди из НАСА и такие видные специалисты как Леонид Грищук, ныне покойный. Там был и я, но куда меня отнести – решать не буду. Позже я видел публичный отчет МИТРЕ, подготовленный для Пентагона, насчет практической пользы высокочастотных гравволн. Отчет ставил на всей этой теме большой жирный крест. Что ж, по прошествии времени и ряда новых результатов, включая достижение ЛИГО, могу сказать, что есть неплохой шанс, что МИТРЕ оглушительно ошиблась в своём отчете. Есть вероятность того, что высокочастотные гравволны являются не только ключом к пониманию глобальной динамики Вселенной, с чем сейчас полный завал, но и основой нового технологического скачка в развитии человечества, включая океан экологически чистой энергии, двигатели на новом принципе, межпланетные и даже межзвездные перелёты. Эта вероятность вполне достаточна, чтобы отказаться от хотя бы одного нового атомного авианосца или подлодки, этих военных отрыжек вчерашнего дня, и потратить деньги на прорыв в будущее. Результат ЛИГО простимулирует весь спектр работ по гравитационным волнам, включая высокочастотный гигагерцовый спектр – вот и посмотрим, кто их откроет и выиграет это, возможно, самое важное в истории научно-технологическое соревнование.
Tags: Историческое, Научные истории
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 44 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →