Zibens ir skāris divas reizes - varbūt trīs reizes - un lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorijas jeb LIGO zinātnieki cer, ka tas ir tikai sākums jaunam mūsu Visuma izpratnes laikmetam. Šis “zibens” nāca nenotveramu, grūti uztveramu gravitācijas viļņu veidā, ko radīja gigantiski notikumi, piemēram, sadursoties ar melnajiem caurumiem. Enerģija, kas izdalās no šāda notikuma, izjauc pašu telpas un laika audumu, līdzīgi kā dīķa viļņi. Šodienas paziņojums ir otrais gravitācijas viļņu viļņu komplekts, ko LIGO atklāja pēc vēsturiski pirmās atklāšanas, kas tika paziņots šā gada februārī.
"Šī sadursme notika pirms 1,5 miljardiem gadu," preses konferencē sacīja Gabriela Gonzalez no Luiziānas Valsts universitātes, lai paziņotu par jauno atklāšanu, "un ar to mēs varam jums pateikt, ka ir sācies gravitācijas viļņu astronomijas laikmets."
LIGO pirmā gravitācijas viļņu noteikšana, apvienojot melnos caurumus, notika 2015. gada 14. septembrī, un tas apstiprināja būtisku Alberta Einšteina 1915. gada vispārīgās relativitātes teorijas prognozi. Otrā atklāšana notika 2015. gada 25. decembrī, un to reģistrēja abi LIGO detektori.
Kaut arī vardarbīgā melnā cauruma apvienošanās laikā atbrīvoto gravitācijas viļņu pirmā noteikšana bija tikai neliels čīkstēšana, kas ilga tikai vienu sekundes piektdaļu, šī otrā noteikšana bija vairāk “bļāviens”, kas bija redzams visu sekundi dati. Klausieties šajā video:
"Tas ir tas, ko mēs saucam par gravitācijas mūziku," sacīja Gonzalez, kad viņa šodien spēlēja video preses konferencē.
Kamēr gravitācijas viļņi nav skaņas viļņi, pētnieki gravitācijas viļņa svārstības un frekvenci pārveidoja par skaņas viļņu ar tādu pašu frekvenci. Kāpēc abi notikumi bija tik atšķirīgi?
Pēc datiem pētnieki secināja, ka otrais gravitācijas viļņu komplekts tika radīts divu melno caurumu apvienošanās pēdējos brīžos, kas bija 14 un 8 reizes lielāki par Saules masu, un sadursmes rezultātā izveidojās viens, masīvāks vērpjošs melnais caurums. 21 reižu pārsniedz Saules masu. Salīdzinājumam - 2015. gada septembrī atklātie melnie caurumi bija 36 un 29 reizes lielāki par Saules masu, apvienojoties melnajā caurumā ar 62 saules masām.
Zinātnieki sacīja, ka augstākas frekvences gravitācijas viļņi no mazākas masas melnajiem caurumiem skāra LIGO detektoru jutības “saldo punktu”.
"Ir ļoti svarīgi, ka šie melnie caurumi bija daudz mazāk masīvi nekā tie, kas tika novēroti pirmajā atklāšanā," sacīja Gonzalezs. “Tā kā to masa bija mazāka, salīdzinot ar pirmo detektēšanu, viņi detektoru jutīgajā joslā pavadīja vairāk laika - apmēram vienu sekundi. Tas ir daudzsološs sākums mūsu Visuma melno caurumu populācijas kartēšanai. ”
LIGO ļauj zinātniekiem pētīt Visumu jaunā veidā, gaismas vietā izmantojot gravitāciju. LIGO izmanto lāzerus, lai precīzi izmērītu spoguļu stāvokli, kas ir atdalīti viens no otra 4 kilometru attālumā, aptuveni 2,5 jūdzes, divās vietās, kas atrodas vairāk nekā 3000 km attālumā, Livingstonā, Luiziānā un Hanfordā, Vašingtonā. Tātad LIGO tieši nekonstatē melnā cauruma sadursmes notikumus, tas pats nosaka telpas izstiepšanos un saspiešanu. Līdz šim atklātie rezultāti ir LIGO spējas izmērīt kosmosa traucējumus ar precizitāti 1 daļa no tūkstoš miljardiem miljardu. Jaunākā notikuma signālu, kura nosaukums bija GW151226, radīja matērija, pārvēršoties enerģijā, kas burtiski satricināja kosmosa laiku kā Jello.
LIGO komandas loceklis Fulvio Ricci, Romas La Sapienzaa universitātes fiziķis, sacīja, ka oktobrī tika atklāts trešais notikuma “kandidāts”, kuru Ricci teica, ka viņš labprātāk sauc par “sprūdu”, taču tas bija daudz mazāk nozīmīgs un signāls troksnim, kas nav pietiekami liels, lai oficiāli uzskatītu par atklāšanu.
Tomēr, pēc komandas teiktā, divi apstiprinātie atklājumi norāda uz to, ka melnie caurumi ir daudz izplatītāki Visumā, nekā tika ticēts iepriekš, un tie, iespējams, bieži nāk pa pāriem.
“Otrais atklājums ir patiesi devis“ O ”LIGO observatorijai,” sacīja Alberts Lazzarini, Kalifornijas LIGO laboratorijas direktora vietnieks. “Atklājot divus spēcīgus notikumus mūsu pirmā novērošanas cikla četros mēnešos, mēs varam sākt prognozēt, cik bieži nākotnē mēs varētu dzirdēt gravitācijas viļņus. LIGO piedāvā mums jaunu veidu, kā novērot dažus no tumšākajiem, taču enerģiskākajiem notikumiem mūsu Visumā. ”
LIGO tagad ir bezsaistē, lai veiktu uzlabojumus. Nākamais tā datu vākšanas sākums sāksies šoruden, un detektora jutības uzlabojumi varētu ļaut LIGO sasniegt pat 1,5 līdz divas reizes vairāk no Visuma tilpuma, salīdzinot ar pirmo braucienu. Paredzams, ka trešā vietne - Jaunavas detektors, kas atrodas netālu no Pizas, Itālijā - ar dizainu, kas līdzīgs dvīņu LIGO detektoriem, tiešsaistē nonāks LIGO gaidāmā novērojumu cikla otrajā pusē. Jaunava uzlabos fiziķu spēju noteikt katra jauna notikuma avotu, salīdzinot milisekundes mēroga atšķirības ienākošo gravitācijas viļņu signālu ierašanās laikā.
Pa to laiku jūs varat palīdzēt LIGO komandai ar Zooniverse zinātniskā projekta Gravity Spy pilsoņu palīdzību.
Avoti turpmākai lasīšanai:
Preses relīzes:
Merilendas Universitāte
Ziemeļrietumu universitāte
Rietumvirdžīnijas universitāte
Pensilvānijas štata universitāte
Fiziskā apskata vēstules: GW151226: Gravitācijas viļņu novērošana no 22 saules enerģijas masas binārā melnā cauruma sabrukuma
LIGO faktu lapa, Caltech
Lai iegūtu lielisku pārskatu par gravitācijas viļņiem, to avotiem un to atklāšanu, apskatiet Markusa Posēla izcilo rakstu sēriju, ko februārī demonstrējām UT:
