|  | 20 сентября 2015 | Новости науки и техники

Эксперимент Advanced LIGO открывает новый сезон охоты на гравитационные волны

Эксперимент Advanced LIGO


Инженеры и сотрудники, работающие в рамках проекта Advanced LIGO, который является улучшенным вариантом первого эксперимента Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), совершают последние приготовления к запуску процесса наблюдений и сбора научных данных. Целью эксперимента является поиск следов гравитационных волн, "ряби" пространственно-временного континуума, вызванной наиболее мощными и высокоэнергетическими событиями во Вселенной.

Все оборудование для эксперимента Advanced LIGO было разработано и изготовлено специалистами и учеными из Калифорнийского технологического института и Массачусетского технологического института. Эксперимент состоит из двух идентичных лазерных датчиков, расположенных в Ливингстоне, штат Луизиана, и Ханфорде, штат Вашингтон. А все необходимое для проекта финансирование было предоставлено американским Национальным научным фондом (National Science Foundation, NSF).

Существование гравитационных волн было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1916 году в рамках его Общей теории относительности. Эти гравитационные волны возникают в результате самых мощных и высокоэнергетических событий во Вселенной, таких, как взрывы сверхновых, столкновения черных дыр и т.п. Эти волны несут в себе информацию не только об объектах и событиях, вызвавших их возникновение, в этих волнах кроются ответы на загадки о природе гравитации и ответы на другие фундаментальные вопросы, которые не могут быть получены при помощи существующих научных и астрономических инструментов.

"Попытки экспериментального обнаружения гравитационных волн производились учеными на протяжении 50 лет. К сожалению, они оказались полностью безуспешными, гравитационные волны так и не были обнаружены. Они очень редки и обладаю очень и очень малыми амплитудами, что существенно затрудняет их обнаружение" - пишут ученые в официальном заявлении.

Несмотря на то, что при помощи оборудования первого эксперимента LIGO гравитационные волны так и не удалось обнаружить, ученые питают достаточно сильную надежду, так как чувствительность оборудования эксперимента Advanced LIGO превышает в 10 раз чувствительность оборудования его предшественника. А это, в свою очередь, позволит в тысячи раз увеличить количество зарегистрированных событий, которые являются кандидатами на регистрацию факта прохождения гравитационной волны.

"Высокая чувствительность интерферометров позволит нам "увидеть" события, которые находятся в глубинах космоса в три раза дальше, чем было способно регистрировать оборудование первого эксперимента LIGO" - рассказывает Дэвид Шоемэкер (David Shoemaker), один из главных руководителей проекта со стороны Массачусетского технологического института, - "Это, в свою очередь, позволит нам охватить нашим вниманием намного больший объем пространства Вселенной".

Каждый датчик эксперимента Advanced LIGO состоит из двух туннелей 4-километровой длины, расходящихся из одной точки под прямым углом. В точке пресечения туннелей луч лазера разделяется на два луча, которые проходят по туннелям внутри трубопровода, из которого полностью откачан воздух. Отразившись от зеркала в конце туннеля, луч возвращается и улавливается быстродействующим датчиком. Измерив время нахождения луча света в пути, можно с очень высокой точностью измерить расстояние между двумя зеркалами, которое, согласно теории Эйнштейна, изменится в момент прохождения гравитационной волны.

Чувствительности оборудования первого эксперимента LIGO было достаточно для регистрации смещения зеркал на расстояние, равное тысячной части диаметра протона. Для сравнения, это аналогично измерению расстояния до ближайшей звезды, находящейся в четырех световых годах, с точностью до толщины человеческого волоса. Однако, оборудование Advanced LIGO обеспечивает еще в 10 раз более высокую точность измерений.

Основной кульминацией в момент проведения измерений будет момент столкновения двух нейтронных звезд в системе PSR B1913+6. Эти чрезвычайно плотные и небольшие звезды вращаются вокруг общего центра массы бинарной системы и расстояние между ними постепенно сокращается из-за потерь энергии. И момент, когда эти две звезды столкнутся, породив череду гравитационных волн, попытаются зарегистрировать интерферометры Advanced LIGO.

Кроме столкновений нейтронных звезд, эксперимент Advanced LIGO будет наблюдать за другими событиями и явлениями, которые происходят в последние моменты существования сверхмассивных черных дыр, столкновений черных дыр, которые перед тем как слиться воедино, вибрируют как огромные мыльные пузыри, производя достаточно сильные колебания пространственно-временного континуума. Интерферометры будут способны выявить периодические гармонические сигналы от пульсаров, которые имеют частоту от 10 до 1000 Герц, и измерить колебания гравитационного космического фона, позволяя выполнить проверку теорий о развитии Вселенной спустя 10-40 секунд после момента Большого Взрыва.




Ключевые слова:
Интерферометр, Advanced, LIGO, Лазер, Гравитация, Волны, Столкновение, Звезда, Черная, Дыра

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Эксперимент LIGO зарегистрировал третий пакет гравитационных волн от столкн ...
  • Гравитационная обсерватория LIGO возвращается к "охоте" на гравитационные ...
  • Ученые эксперимента LIGO официально подтвердили факт обнаружения гравитацио ...
  • Интерферометр Advanced LIGO готовится к началу нового сезона охоты за грави ...
  • Ученые открывают новый сезон охоты на гравитационные волны от черных дыр.




  • 20 сентября 2015 11:50
    #1 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Мабуть було би краще, щоб і цього разу нічого не зареєстрували. Щоб посилилися сумніви в тому, що теорія відносності здатна не тільки приблизно описати, а й дати реальне розуміння гравітації.
        
    20 сентября 2015 13:22
    #2 Написал: AnComSar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 8
    И момент, когда эти две звезды столкнутся, породив череду гравитационных волн, попытаются зарегистрировать интерферометры Advanced LIGO.

    Если верить Википедии, то столкновение этой пары должно произойти через 300 млн.лет...
        
    20 сентября 2015 13:40
    #3 Написал: AZGARD

    Публикаций: 0
    Комментариев: 14
    Удивительно, на сколько точными инструментами обладают современные ученые! Будем надеяться, что спрос на гравицапы на рынке скоро будет удовлетворен))
        
    20 сентября 2015 15:25
    #4 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 175
    Космический интерферометр обещает быть ещё на порядки более чувствительным.
        
    21 сентября 2015 11:13
    #5 Написал: enigman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 167
    было бы очень интересно узнать, как в подобных установках борются с вибрациями, в том числе с сейсмическими.
        
    21 сентября 2015 12:02
    #6 Написал: Ol.

    Публикаций: 0
    Комментариев: 55
    Так иногда бывает, кто то, уже много лет пытается оправдать финансирование, ссылаясь на теорию Эйнштейна(которая может быть и ошибочна!) или с неудачной аналогией)) в которой гравитация вызывает "рябь пространства"... Только вот перемещаясь по поверхности планеты и ощущая гравитационное взаимодействие, ни какой "ряби - колебания" мы не ощущаем! Мы чувствуем некую силу, тянущую нас к центру планеты - центростремительную силу! Она не в форме волны! она имеет четкое направление, как плотный дождь, идущий к центру плотности в массе...
        
    21 сентября 2015 13:02
    #7 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3785
    Цитата: enigman
    как в подобных установках борются с вибрациями, в том числе с сейсмическими

    Такие глобальные вибрации будут синфазными, т.е. действующими на всю установку в целом. От влияния таких помех избавиться достаточно просто, использовав функции дифференцирования (на уровне математической пост-обработки измеренных сигналов), как в электронике для этого применяют дифференциальные операционные усилители.


    --------------------
        
    21 сентября 2015 16:44
    #8 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 497
    Цитата: enigman
    было бы очень интересно узнать, как в подобных установках борются с вибрациями, в том числе с сейсмическими.

    С ними не столько борются, сколько учитывают. Подбирают такие условия и конфигурацию установок, чтобы любые внешние воздействия были взаимно скомпенсированы либо вовсе не могли повлиять на измеряемые параметры, в том числе и путем статистической и дифференциальной матобработки. Да и вообще влияние макрофакторов на процессы происходящие на квантовом уровне со скоростью света не так уж и велико.

    Цитата: Ol.
    Только вот перемещаясь по поверхности планеты и ощущая гравитационное взаимодействие, ни какой "ряби - колебания" мы не ощущаем!

    Рыба плавающая в глубинах океана тоже не ощущает никаких волн на его поверхности. А они есть. Грвитационные волны может и не существуют, но роль науки в том и заключается, чтобы доказывать неочевидные вещи, либо отвергать (или уточнять) неверные теории. И кстати, гранты на это выделяют независимо от того, положительный или отрицательный будет результат, он в любом случае будет важен.
        
    21 сентября 2015 19:37
    #9 Написал: kentaurus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 25
    Гравитация это тень времени от плотного объекта. От плотности объекта зависит и чернота тени. Тени не создают волн. t=O>g<O=t
        
    22 сентября 2015 10:50
    #10 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 773
    щас мы тут всё решим, безо всяких установок! lol


    --------------------
        
    24 сентября 2015 11:59
    #11 Написал: Nikalen

    Публикаций: 0
    Комментариев: 69
    kentaurus,
    Я соглашусь, хотя добавлю. Даже если теория гравитации Лесажа не верна и гравитационные волны существуют. То время, за которое амплитуда силы волны будет доходить до своей максимальной точки несоизмеримо велико и не поддаётся подсчётам так как будет составлять около десятков миллионов лет.


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.