|  | 22 октября 2017 | Новости науки и техники

Пять главных научных открытий, являющихся следствием успешной "охоты" на гравитационные волны

Регистрация гравитационных волн


Буквально на днях мы рассказывали о том, что датчики гравитационной обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) зарегистрировали пятый пакет гравитационных волн, источником которых является столкновение двух нейтронных звезд. Все это, несомненно, весьма интересно, но большинству людей совершенно непонятна эта громкая шумиха вокруг гравитационных волн, за обнаружение которых в этом году была даже присуждена Нобелевская премия по физике. И ниже мы познакомим наших читателей с пятью самыми главными научными открытиями, которые являются прямым следствием успешной "охоты" на гравитационные волны.

Все окружающее нас постоянно "деформируется"

В 1916 году Альберт Эйнштейн предсказал, что массивные движущиеся объекты, такие, как черные дыры или нейтронные звезды, являются источниками деформаций пространственно-временного континуума. Эти деформации, распространяющиеся в виде гравитационных волн, заставляют деформироваться все, через что они проходят, включая Землю и даже наши с вами тела, что было подтверждено обсерваторией LIGO в 2015 году. К счастью для нас такие деформации имеют очень малую амплитуду, поэтому мы их даже и не замечаем, но если бы источник гравитационных волн располагался в относительной близости от Земли, то его влияние проявлялось бы сильнее и, вероятно, внесло бы некоторые коррективы в нашу жизнь и в окружающий нас мир.

Подтверждение существования черных дыр

В том, что черные дыры существуют на самом деле, ученые были уверены уже достаточно давно, в течение нескольких десятилетий минимум. Однако, до последнего времени, все данные и знания о черных дырах были получены лишь косвенными методами и большинство из них имели альтернативные варианты объяснений. Лишь эксперименту LIGO удалось впервые доказать факт существования черных дыр, как и то, что они могут вращаться друг вокруг друга, сталкиваться и сливаться в одну черную дыру больших размеров.

Решение загадки происхождения тяжелых химических элементов

Известно, что в момент Большого Взрыва во Вселенной образовались лишь самые легкие из химических элементов, водород и небольшое количество гелия. Более тяжелые, чем водород, но более легкие, чем цирконий, элементы формируются в достаточных количествах внутри звезд и в моменты взрывов сверхновых. И до последнего времени формирование еще более тяжелых элементов так и оставалось для ученых тайной за семью печатями. Однако, после того как датчики LIGO зарегистрировали гравитационные волны от столкновения нейтронных звезд, другие астрономические инструменты увидели в образовавшемся после взрыва облаке четкие подписи золота, платины и других тяжелых элементов. По предварительным оценкам в результате зарегистрированного столкновения нейтронных звезд одного только золота образовалось в количестве, в 10 раз превосходящем массу Земли. И подобные астрономические события могут являться источником большей части, если не всех тяжелых химических элементов во Вселенной.

Изучение столкновений нейтронных звезд и особенностей кратковременных вспышек гамма-лучей

Когда в недрах галактики NGC 4993 столкнулись две нейтронные звезды, первым проявлением этого события стала сильнейшая вспышка гамма-излучения, зарегистрированная датчиками телескопа Fermi спустя всего несколько секунд после регистрации датчиками LIGO гравитационных волн. Подобные вспышки не раз регистрировались в течение последнего десятилетия, ученые подозревали, что они порождаются столкновениями нейтронных звезд, но до последнего времени никто не мог подтвердить этого предположения. Помимо этого, столкновение нейтронных звезд GW170817 стало первым подобным случаем в истории, наблюдаемым и исследованным практически в режиме реального времени спустя несколько секунд после его свершения.

Подтверждение некоторых моделей, описывающих "работу" Вселенной

Подавляющее большинство всего, что было получено экспериментально в результате регистрации гравитационных волн, было предсказано ранее и изучено при помощи математического моделирования. Ученые уже знали об особенностях и различиях гравитационных волн, порождаемых столкновениями черных дыр или нейтронных звезд, были уверены в существовании черных дыр и даже в том, что в ходе столкновений нейтронных звезд образуются тяжелые химические элементы. Помимо подтверждения всех этих и массы других фактов, регистрация гравитационных волн позволила еще раз измерить скорость расширения Вселенной, а полученные значения достаточно хорошо совпали с измерениями и теоретическими вычислениями, проведенными другими способами.

Учитывая все сказанное выше, можно так сказать, что регистрация и открытие гравитационных волн не принесли нам больших неожиданностей. Но это только пока, и никому еще неизвестно, к чему может привести дальнейшее изучение этого космического явления.




Ключевые слова:
LIGO, Столкновение, Черная, Дыра, Нейтронная, Звезда, Гравитационные, Волны, Научные, Открытия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые впервые зарегистрировали пакет гравитационных волн, источником котор ...
  • Детекторы обсерватории LIGO, возможно, зарегистрировали новый вид гравитаци ...
  • GOTO - новый телескоп, предназначенный для поисков гравитационных волн в ко ...
  • Эксперимент LIGO зарегистрировал третий пакет гравитационных волн от столкн ...
  • Гравитационная обсерватория LIGO возвращается к "охоте" на гравитационные ...




  • 22 октября 2017 10:40
    #1 Написал: Аллочка Шакед

    Публикаций: 0
    Комментариев: 8
    В 1016 году Альберт Эйнштейн предсказал, ...

    Ачипятачка, аднака tongue
        
    23 октября 2017 02:24
    #2 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 211
    Цитата: Аллочка Шакед
    Ачипятачка, аднака


    хуже того, написанная фигня способна сбить с толку и полностью дезориентировать неподготовленного читателя: "В 1916 году Альберт Эйнштейн предсказал, что массивные движущиеся объекты, такие, как черные дыры или нейтронные звезды, являются источниками деформаций пространственно-временного континуума."

    сами по себе движущиеся массивные объекты, как черные дыры и нейтронные звезды, не могут являться источниками гравитационных волн - деформаций пространства-времени. только когда нечто, сравнимое по массе, способно внести сильное возмущение в их движение, вот тогда и возникают волны..

    не говоря о том, что ни о черных дырах, ни, тем более, о нейтронных звездах, как об источниках гравитационных волн, Эйнштейн тогда точно не говорил. о нейтронных звездах даже не предполагал. и более того, до 1936 года он сам сильно сомневался в возможности существования гравитационных волн, несмотря на свои ранние решения. а в 1936 году он вообще направил статью в журнал об их полной отмене!.

    ну, и добавить еще, что в возможности существования черных дыр он сомневался до конца своих дней, а в возможность когда-либо экспериментально зарегистрировать предсказанные им гравитационные волны не верил. такая вот фигня.. мда))


    --------------------
        
    23 октября 2017 12:23
    #3 Написал: Hetman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 11
    Цитата: interim
    он сам сильно сомневался в возможности существования гравитационных волн, несмотря на свои ранние решения. а в 1936 году он вообще направил статью в журнал об их полной отмене!. ну, и добавить еще, что в возможности существования черных дыр он сомневался до конца своих дней, а в возможность когда-либо экспериментально зарегистрировать предсказанные им гравитационные волны не верил. такая вот фигня.. мда))

    прям эффект Манделлы какой-то
    Кстати, LIGO такой мощный инструмент, а вот главный вопрос пока не нашёл ответа: какова скорость распространения гравитации?
    и соответственно исходя из этого какова поправка в формулу Ньютона?
        
    23 октября 2017 16:04
    #4 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 211
    Цитата: Hetman
    а вот главный вопрос пока не нашёл ответа: какова скорость распространения гравитации?


    это как раз уже определили - очень близко к С,с погрешностью измерений. как и предсказывалось. но поправки к формуле Ньютона связаны совсем с другим - с самой природой гравитации, проявляющейся на очень больших масштабах, начиная с размеров галактик. LIGO вряд ли способен внести в это ясность.

    кстати, гениальный французский математик и физик Анри Пуанкаре, почитающийся, наряду с Эйнштейном, создателем СТО, еще в 1905 году (т.е. много раньше Эйнштейна) указал на возможность гравитационных волн, как деформаций пространства-времени, которые должны распространяться со скоростью света.


    --------------------
        
    23 октября 2017 16:56
    #5 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 276
    Сигнал гравитационных волн приняла коллобрация LIGO, а через две секунды другие телескопы зарегестрировали вспышку во всех диапазонах излучений. Это доказало что скорость гравиволн световая и в отличае от электромагнитных излучений не подвержена преломлениям и поглощениям в космосе. Состав сигнала указывает на то что гравитационная волна даже не искажается проходя через Галактику, следовательно не взаимодействует с другими гравитационными объектами! Это удивительно само по себе и вызывает недоумение...
        
    23 октября 2017 17:19
    #6 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 211
    Цитата: Helltorn
    через две секунды


    задержка может иметь простое естественное объяснение: до непосредственного столкновения нейтронных звезд, энергия двойной системы уносится гравитационными волнами и лишь затем начинаются процессы, связанные с электромагнитым излучением взаимодействующей материи.


    --------------------
        
    23 октября 2017 20:35
    #7 Написал: Ol.

    Публикаций: 0
    Комментариев: 58
    Что порождает волну на поверхности воды? Например ветер. Все волны тогда движутся в направлении его потока... А еще волны может вызвать всплеск, от брошенного камня, они будут иметь другую форму...
    Так вот Гравитация - это водоворот на поверхности воды, с явно выраженным центростремительным движением!!!
    Волны о которых идет речь в статье, это побочный эффект от засасывания в водоворот крупных объектов - "всплеск" так сказать. Он не раскрывает ни природу ни структуру гравитационных волн... Их сущность все также остается загадочной...
        
    23 октября 2017 23:30
    #8 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 276
    interim,
    Пляска Нейтронных звёзд с сокращением радиуса длилась миллионы лет и тоже вызывала наростающие гравитационные возмущения, однако они на несколько порядков слабее возможностей интерферометров LIGO. На таком расстоянии удалось зафиксировать лишь момент слияния, длящийся доли секунды. Взрыв же последовал на несколько пикосекунд позже (можно считать одновременно). С Чёрными дырами можно было бы сомневаться (трудно представить взаимодействие горизонтов событий), но Нейтронные звезды компактные хорошо изученные объекты диаметром15 - 30км с самой четкой поверхностью во Вселенной. Так что задержка в пару секунд - это почти ВЕЧНОСТЬ!
        
    24 октября 2017 10:52
    #9 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: Helltorn
    задержка в пару секунд

    Я думаю, что телескопы за такое время просто успели навести в указанную точку пространства после получения сигнала "Алярм" от LIGO. И это весьма и весьма хорошая оперативность, ИМХО.


    --------------------
        
    24 октября 2017 11:11
    #10 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 211
    Цитата: Helltorn
    задержка в пару секунд - это почти ВЕЧНОСТЬ!


    я рад за феномена, способного в уме производить такие расчеты столкновений))
    судя по публикациям, некоторое расхождение со временем теоретической задержки гамма-всплеска и практической его регистрацией действительно имеется, но, как в теории, так и в практике, такая задержка имеет порядок секунды или долей секунды. вечностью, в Вашем понимании, это точно не назовешь))


    --------------------
        
    28 октября 2017 21:31
    #11 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 98
    Аллочка Шакед,
    она самая)))
        

    Информация

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