Поиски гипотетических гравитационных волн по сложности можно сравнить лишь с поисками внеземных цивилизаций. Существование таких волн был предсказано ещё Эйнштейном ровно сто лет назад (в 1916 году), как следствие теории относительности, хотя он считал, что обнаружить их невозможно. Их поиски начались с 1967 года (то есть полвека назад) и до сих пор никаких достоверных свидетельств таких волн обнаружено не было. Построенные детекторы для попыток регистрации гравитационных волн стали одними из самых сложных и дорогостоящих устройств человеческих цивилизации. Так установка LIGO к этому времени обошлась в 620 миллионов долларов, а недавно запущенный прототип космической гравитационной обсерватории стоил около 500 миллионов долларов. Такие огромные суммы сравнимы со стоимостью крупнейших оптических телескопов.
Поэтому важной вехой прозвучали сегодня сообщения о первой регистрации таких волн на обсерватории LIGO после 5-летней модернизации. Исследование опубликовано в одном из самых авторитетных журналов Nature.
Слухи о важном достижении начали появляться за несколько недель до официального анонсирования. Из них следовало, что обоим детекторам LIGO удалось зарегистрировать 14 сентября 2015 года событие со статической достоверностью 5.1 сигм (что незначительно превышает официальный порог достоверности в 5 сигм). Несмотря на небольшое превышение сигнала над шумом, анализ сигнала позволил установить, что событие вызвано слиянием двух черных дыр массой 29 и 36 масс Солнца. Масса конечного объекта после слияния составила 62 масс Солнца. Тем самым слившиеся черные дыры отдали окружающему пространству часть своей массы равной 3 массам Солнца через гравитационное излучение всего за несколько долей секунд. Это огромная величина, для сравнения считается, что при гамме-всплеске выделяется энергия покоя равная примерно 20% массы Солнца. Считается, что наличие таких массивных черных дыр вероятнее всего в центре шаровых скоплений (там происходит 1/7 всех слияний черных дыр во Вселенной).
Тем не менее, гравитационные волны крайне сложно зарегистрировать. На большом расстоянии от места их источника они должны вызывать крохотные колебания поверхности сравнимые с размером атомов. Для их надежной регистрации приходится строить огромные многокилометровые установки. Так LIGO представляет собой два детектора, каждый из которых состоит из двух 4-км вакумных труб с лазерами:
Детекторы находятся в штатах Луизиана и Вашингтон, расстояние между ними около 3 тысяч км:
Так как гравитационные волны распространяются со скоростью света, то задержка между регистрацией гравитационной волны обоими детекторами должна составлять около одной сотой секунды. В реальности она составила около 7 микросекунд, что позволило определить, что источник волны находился примерно на южном небе на расстоянии в 1.3 миллиарда световых лет. Журналисты нашли в архиве ESO заявку попытки обнаружения оптической вспышки события (большая область сфотографированного неба в сентябре, выделенная синим цветом):
Успех установки произошел лишь на 14 год эксплуатации после 5-летней модернизации. В ходе последней модернизации чувствительность обнаружения гравитационных волн была повышена в 4 раза. Если раньше установка могла обнаружить слияние нейтронных звезд в радиусе 65 миллионов световых лет, то сейчас уже в радиусе 250 миллионов световых лет. После модернизации установка собирала данные в течение 4 месяцев. Последующее включение ожидается в течение ближайшего года. Ожидается, что к 2020 году чувствительность установки вырастет в 10 раз – до радиуса обнаружения в 650 миллионов световых лет.
В целом гравитационные телескопы за последние 45 лет улучшили свою чувствительность примерно на 7 порядков (в 10 миллионов раз):
Для сравнения сигнал зарегистрированный 14 сентября имел амплитуду в 10 в -19 степени.
Наземные гравитационные обсерватории пытаются обнаружить гравитационные волны с длиной в несколько сотен и тысяч километров. Для регистрации более длинных волн необходимо выводить телескопы в космос или наблюдать за радиопульсарами на разных участках неба:
Большой проблемой гравитационно-волновой астрономии является низкое угловое разрешение. Для надежной регистрации требуется, как минимум 3 приемника (триангуляция). Поэтому важным событием становится ввод в строй европейской установки VIGO в Италии в конце 2016 года. Её чувствительность сравняется с LIGO:
Ожидается, что примерно к 2021 году все три детектора окончательно выйдут на одинаковый уровень по чувствительности, завершив все модернизации:
Это должно позволить локализовать источники гравитационных волн до площади в 5-20 квадратных градусов неба.
В дальнейшем планируется присоединить к сети гравитационных телескопов японский, индийский, китайский и австралийский детектор:
Комментарии
черные дыры отдали окружающему пространству часть своей массы равной 3 массам Солнца через гравитационное излучение...
Т.е. доказано существование гравитонов?
Нет, это классическое явление, а не квантовое. Так же как опыт Герца по приёму и излучению радиоволн не доказывает существование фотонов. Для поиска гравитонов даже страшно вообразить, какая понадобится техника эксперимента.
это означает что машина времени принципиально возможна?)
С чего это вдруг ? Нет, конечно.
ну как же, гравитонные бомбы загонят на миллиард лет в прошлое) это и школьник знает)
Хочу вас обрадовать. Да, нам удалось сделать это. Путешествия во времени возможны. Правда, здесь необходимо сделать одно уточнение. Мы не можем попасть в прошлое в нашей Вселенной.. Только в одной из параллельных..)
Кип Торн доказал возможность существования машины времени ещё лет 20 назад. Правда, её постройка требует наличия в распоряжении весьма экзотических космических объектов.
а я уже 37 лет путешествую во времени.
Странно Вас читать...
Кому надо - тот и так уже путешествует и туда и обратно.
В чем новация-то?
Обсудим? Так сказать, обменяемся опытом.. )
если помнить, что фотон это электрический вихрь, то в принципе доказывает. если верить, что фотон это таинственное нечто, кривляющееся в пустоте, то тогда - да. Его существование доказывает только кошерное объяснение фотоэффекта нужным человеком.
Нет, не доказывает. Поскольку доказательством существования фотона является экспериментальное обнаружение дискретности излучения. Теория Максвелла не подразумевает дискретности излучения и при последовательном своём применении к излучению неизбежным выводом имеет "ультрафиолетовую катастрофу".
И вообще. Ну неужели нельзя не использовать в нормальном разговоре на научную тему терминов "кривляется", "кошерное" и прочих НЛП-словечек из методичек о всемирном еврейско-научно-и т.д. заговоре.
Ну неужели нельзя не использовать в нормальном разговоре на научную тему терминов "кривляется"
ну хорошо, будь по-вашему, "летит". :))
квантовые явления начинают наблюдаться в любом волновом процессе, когда длина волны становится сравнима с излучающей частицей (или вихрем как в случае ЭМВ). На гиперзвуке уместно говорить (и говорят) о фононах, хотя естественно, никаких таких особых фононов не существует, а существуют квантовые (на самом деле резонансные и связанные с резонансом групп) явления, когда длина волны сравнима с молекулой воздуха. Так мы внезапно теряем всю таинственность и оказываемся обоими ногами на материалистической (о ужас - механистической) основе.
И это вы говорите человеку, который занимался гиперзвуковой аэродинамикой...
Ну естественно, никаких фононов в гиперзвуке нет и быть не может, там энергия такая, что про квантовые эффекты забудьте и не вспоминайте :)
Фононы - это физика твёрдого тела. Кванты звуковых либо оптических волн. И длина волны как раз там совсем не сравнима с межатомными расстояниями.
ну да, это и имелось в виду, тоже в голове было другое.
ну так и что, эти кванты что такое физически? Особые шарики? Или все-таки коллективное возбуждение частиц?
Фононы - в чистом виде квазичастицы, как дырки в полупроводниках. Удобное упрощённое средство представления явления. Это надо помнить всегда.
именно! Именно квазичастицы. Фотоны - разве нет? Тоже отвечают за коллективные явления, например перескок электрона по уровням, а то и вовсе вылет его в сад. А физически это именно то, что смоделировано Максвеллом.
А вовсе никакие-то шарики без массы в пустоте или там "волновые функции" (это, пардон, что такое физически?)
Равно и прочие квантовые явления это явления коллективно-резонансной природы. Хоть бы тот же тоннельный эффект. Согласитесь, если довериться здравому смыслу, то как бы быстро не бегал баскетболист по полю, внезапно (по теории вероятности) на крыше стадиона он не окажется. Эту энергию надо где-то взять. И взять ее можно только из несуществующей среды.
А почему мы различаем цвета? Как получается, что только ЭМВ одной особой (резонансной частоты) заставляет некую частицу в среде глаза колебаться с амплитудой, в десятки и сотни раз превышающей воздействия от других частот? Где берется на это энергия? Почему КПД динамика в ящике, обычно не превышающее 6-10% может на одной особой частоте вырасти на 20-30 дБ и КПД становится просто неприличным, что всегда тщательно обходится в литературе?.
Только не говорите про "качели", КПД динамика или колбочек-палочек в глазу ли колокола или трансформатора Тесла растет мгновенно, безо всякой инерционности!
Фотоны не могут считаться квазичастицами, поскольку современная экспериментальная техника позволяет регистрировать одиночные фотоны.
А с резонансом - ну прямо не знаю, почему у многих к этому явлению какое-то магическое отношение. Внешние колебания с частотой, совпадающей с собственной резонансной частотой осциллятора и правильной фазой на каждом последующем колебании увеличивают амплитуду колебания осциллятора. Ну, совпадает внешняя сила на каждом колебании по направлению с вектором скорости. Вот и всё.Где энергия ? Ну как где. Из внешнего источника энергия.Того самого, который внешне колеблет наш осциллятор. Никаких нарушений закона сохранения энергии нет и ни разу не зафиксировано.
Да, КПД в децибеллах не измеряют. Что там и в какой литературе обходится - не знаю, вам виднее...
Внешние колебания с частотой, совпадающей с собственной резонансной частотой осциллятора и правильной фазой на каждом последующем колебании увеличивают амплитуду колебания осциллятора
я ж вас попросил - не надо про "качели". Это просто ложь, придуманная для прикрытия неудобного явления. Когда вы в колокол стукаете, он сразу безо всяких наложений выдает вам максимальную амплитуду. СРАЗУ. Возьмите любую электрическую LC схему, подайте сигнал нужной частоты и посмотрите в осциллограф - амплитуда вылетает сразу. Ничего нигде не копится!
Да, КПД в децибелах не измеряют, правильно, но на графике чувствительность рисуют именно в них. Потому что НЧ динамик с низкой добротностью без оформления может показать внезапно КПД выше 100% и вылететь вам в объятия :).
Вы наверно лабораторные прогуляли где резонансные параметры замеряют, все там нормально
Тот же колокол не получит энергии больше чем вы ему колотушкой передадите
спсб, лаборатория есть своя, иногда прогуливаю.
конечно, раз вы сказали, значит так и есть.
Вы придумали вечный двигатель?
Раз вы так резонансом восхищены - интерференцию тоже за чудо считаете?
Ну, я как-то, с детства еще, будучи изучая работу транзистора, привык к тому, что термином "дырки" обозначают места для электронов, т.е. "плюсовые типа электроны".
И это - было понятно! Электроны в полупроводниках прыгают по "дыркам", а "дырки" (как в пятнашках) прыгают в обратном направлении.
При этом например эффективная масса дырки (как квазичастицы) вовсе не равна массе реально скачущего с места на место электрона. Впрочем, эффективная масса электрона в полупроводнике тоже массе настоящего электрона не равна. Как страшно жить :)
;))
Вот не поверите, но я всамделе всерьез до сих пор полагал, что валентные позиции в полупроводниках ("дырки") - это всего-лишь позиции.
А Вы сейчас мне про "массу" валентной позиции (потенциальной ямы) ?
Именно. Это же квазичастица, которая движется в электрическом поле как бы в вакууме, а вовсе не в какой-то там презренной кристаллической решётке. Сводим таким образом сложную задачу к существенно более простой.
Угу....
Тогда понятно, что в уравнениях, описывающих "кванты", "электроны" и другие субатомные частицы - там тоже "дырки" являются частью уравнений.
И, таким образом, тоже являются виртуальными частицами. Это, типа, т.н. "симметрия", так?
Нет, это не так. Вам что-то не то понятно. Не надо применять специальные методы и терминологию физики твёрдого тела там, где не следует.
Оки. Какова "масса" дырки в полупроводнике? (вот какова ее "масса" перед самым замещением ее электроном?)
И как отличается "масса" дырки красивой (через которую электроны скачут регулярно) от той, которую в силу вкраплений иных веществ электроны не посещают?
Смотрите, например, таблицу в статье
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8...
Да, но я-то спрашивал про дырку, ограниченную в кристалле девиациями кристалла. (дырка - валентно-неподвижная)
Какая у нее квази-масса?
Вы статью-то прочитайте, и в таблицу с примерами масс дырок в разных кристаллах посмотрите.
Если дырка не движется при воздействии на неё поля - можете смело считать её массу бесконечной.
а с какой целью Вы тогда ввели в беседу это понятие?
Пардон муа, но это не я ввёл, а вы, вот в этом сообщении
http://aftershock.news/?q=comment/2344461#comment-2344461
ошибаетесь.
я подключился к теме заведомо после Вашего
Речь ранее зашла о квазичастицах, и я привёл примеры, которые на слуху. Мог бы и другие привести. Что в этом особенного, не понимаю.
не-не, я не наезжаю ни коим образом!
я просто надеюсь на новые знания через мои вопросы.
;)
Бред сивой кобылы про гравитационные волны. Просто засекли эфирные флуктуации, это-же не опыт Микельсона, который абсолютно алогичен.
Упс. Так эфир - существует?! Полевая физика О.Репченко действует?!
Эфир существует, Репченко не читал, а вот Ритмодинамику изучал, Насчёт гравитации.
Раз его книгу Копылов рецензировал - думаю стоит посмотреть. Спасибо!
Гляну Вашу.
Кстати, где-то попадалось описание возможного устройства детектора эфирного ветра от Солнца. Дык, елы-палы, практически этот самый LIGO.... Тоже, лазером на мишень надо светить, и тоже, расстояния должны быть километрового масштаба... Вакуум, тут я понимаю, лишний, и он нужен только для чистоты эксперимента, чтобы исключить оптическое возмущение от разнотемпературных потоков воздуха (ну типа, как переносные телескопы 2-3 часа термостатируют, прежде чем начинать серьезные наблюдения).
Кстати, на этом LIGO должны еще кучу всего регистрировать, о чем не говорят... Или не говорят на публику...
Полно критики стошных объяснений эффектов Саньяка и Майкельсона. Советую ознакомиться.
Уравнения Максвела выполнены в то время, когда в эфире никто не сомневался, и он их вывел для распространения эм волны в упругой среде (эфире).
Эйнштейн выводил СТО рассматривая как свет в эфире распространяется.
Никто не сомневался, что эфир есть, и Майкельсон, когда свой опыт ставил, не опровергать эфир собирался, а измерять. Но так уж вышло, что не удалось ему измерить, и после этого все стали от эфира открещиваться.
Посмотрю, спасибо!
Вы будете удивлены, но:
According to the general theory of relativity space without ether is unthinkable;
Albert Einstein, on 5 May 1920 at the University of Leiden
Если в буржуйском не сильны, то мой вольный перевод:
"Согласно общей теории относительности, пространство без эфира - немыслимо".
5 мая 1920 года, Лейденский университет. Говорят, какой-то физик, Альберт Эйнштейн - знаете такого?
Ссылаться в данном случае на старика Эйнштейна будет не совсем правильно.. Да, он считал, что эфир существует. А ещё он не был согласен с квантовой механикой. Время всё расставило на свои места. Старик ошибался..)
Я думаю, время еще много раз подвигает фигуры на научной шахматной доске... :) 100 лет для времени - это статистическая погрешность...
слушайте, какое облегчение - прямо отлегло! :))
А из чего состоят магнитные силовые линии?
Из того же, из чего электрические силовые линии.
Страницы