Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Учёные создали настольный детектор гравитационных волн, способный «разглядеть» слепую зону Вселенной
04.10.2025 [11:12],
Геннадий Детинич
14 сентября 2015 года впервые были зарегистрированы гравитационные волны, предсказанные за 99 лет до этого. С момента открытия прошло десять лет, за которые совершено множество научных прорывов. В частности, к детектированию высокочастотных колебаний установками LIGO и Virgo добавился метод низкочастотного детектирования по сетке радиопульсаров, но средний диапазон частот был недоступен для учёных. Теперь они предложили устранить этот пробел. 
Источник изображения: University of Birmingham Идею предложили учёные из Бирмингемского университета (University of Birmingham). Этот новый подход должен привести к обнаружению гравитационных волн в миллигерцовом диапазоне частот, который позволит исследовать астрофизические и космологические явления, недоступные для современных инструментов. Гравитационные волны — рябь в пространстве-времени, предсказанная Эйнштейном, — были обнаружены на высоких частотах с помощью наземных интерферометров, таких как LIGO и Virgo, а позже — в 2023 году — на сверхнизких частотах с помощью радиопульсаров. Однако диапазон средних частот оставался «слепым пятном» для науки. Новая концепция детектора опирается на передовые технологии оптических резонаторов и атомных часов для регистрации гравитационных волн в неуловимом миллигерцовом диапазоне частот (10⁻⁵–1 Гц). В свежей работе, опубликованной в журнале Classical and Quantum Gravity, учёные представили детектор, в котором используются достижения в области технологии оптических резонаторов, изначально разработанных для оптических атомных часов, для измерения мизерных фазовых сдвигов в лазерном свете, вызванных прохождением гравитационных волн. В отличие от крупномасштабных интерферометров с многокилометровыми плечами эти детекторы компактны и относительно устойчивы к сейсмическим и другим помехам. Каждый блок предложенного детектора миллигерцового диапазона состоит из двух ортогональных сверхстабильных оптических резонаторов и атомных часов, что позволяет осуществлять многоканальное обнаружение гравитационных волн. Такая конфигурация не только повышает чувствительность, но и позволяет определять поляризацию волн и направление на источник. Один из авторов разработки заявил: «Используя технологию, созданную для оптических атомных часов, мы можем расширить возможности обнаружения гравитационных волн в совершенно новом диапазоне частот с помощью приборов, которые помещаются на лабораторном столе. Это открывает захватывающие перспективы создания глобальной сети таких детекторов и поиска сигналов, которые в противном случае оставались бы незамеченными ещё как минимум десять лет». Ожидается, что в миллигерцовом диапазоне частот, который иногда называют «средним диапазоном», будут присутствовать сигналы от различных астрофизических и космологических источников, в том числе от компактных двойных систем, состоящих из белых карликов, и от слияний чёрных дыр. Будущие космические гравитационно-волновые миссии, такие как LISA, также нацелены на этот диапазон частот, но их запуск запланирован на 2030-е годы, тогда как предлагаемые детекторы на основе оптических резонаторов могут начать исследовать эту область уже сейчас. Учёные продолжают раскрывать перспективы разработки: «Этот детектор позволит нам тестировать астрофизические модели двойных систем в нашей галактике, изучать слияния массивных чёрных дыр и даже искать стохастические фоны из ранней Вселенной. С помощью этого метода мы можем начать изучать эти сигналы на Земле, открывая путь для будущих космических миссий». Учёные впервые засекли сигнал из другой Вселенной, но это не точно
23.09.2025 [15:44],
Геннадий Детинич
На сайте препринтов arXiv вышла статья, в которой учёные рассматривают вопрос первого обнаружения сигнала из другой Вселенной. Они не настаивают на своём открытии, но до конца не исключают его, приглашая коллег исследовать похожие случаи. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Речь идёт о случае регистрации гравитационно-волнового сигнала GW190521 в 2019 году. Этот сигнал был получен обеими гравитационно-волновыми обсерваториями — американской LIGO и европейской Virgo. Длительность события составила менее одной секунды, тогда как обычно подобные сигналы намного длиннее и имеют характерные особенности — сокращающиеся колебания. Гравитационно-волновые обсерватории в современном исполнении фиксируют слияния компактных объектов большой массы — чёрных дыр или нейтронных звёзд. Два объекта сближаются и с ускорением вращаются вокруг общего центра масс по спирали, пока не сольются в один. Это даёт характерный сигнал в виде волн с растущей частотой колебаний — до тех пор, пока объекты не сольются и процесс волнения (ряби) пространства-времени не прекратится (см. анимацию процесса ниже на видео). Событие GW190521 представляло собой нечто вроде хлопка. Что-то слилось, но процесса сближения массивных объектов зафиксировано не было, хотя результирующий всплеск соответствовал образованию объекта массой в 142 солнечных. Иначе говоря, пропустить гравитационные волны, предшествующие слиянию, было никак нельзя. Наиболее правдоподобный вариант заключается в том, что где-то в пространстве случайно встретились две чёрные дыры, никак ранее гравитационно не связанные. Каждая летела по своим делам, и встреча была непреднамеренной, а оттого краткой. Однако коллектив учёных из Китая предложил смелую гипотезу и, что важно, с цифрами в руках её обосновал. По мнению исследователей, событие GW190521 — это эхо от столкновения двух чёрных дыр в параллельной Вселенной, а зафиксированный нашими обсерваториями гравитационный сигнал — это «звук» схлопнувшейся червоточины, или кротовой норы, как её ещё называют, — дыры в пространстве-времени, соединяющей две Вселенные. Предложенная китайскими учёными модель даёт две вероятности, в которых возможность случайного столкновения двух чёрных дыр в нашей Вселенной выглядит немного предпочтительнее. Однако это всё ещё не исключает просчитанную возможность схлопывания червоточины. Похожее по характеру событие было зафиксировано ещё один раз — GW231123. Оно было не таким коротким, как GW190521, но всё же короче обычного, что характерно для нормального слияния двух чёрных дыр или двух нейтронных звёзд. Тем самым учёные предложили искать в сигналах гравитационно-волновых обсерваторий возможные признаки сигналов из другой Вселенной. Вдруг они на самом деле не от мира сего? Самое громкое в истории столкновение черных дыр подтвердило теорию Стивена Хокинга
11.09.2025 [11:56],
Павел Котов
Учёные совместного проекта LIGO-Virgo-KAGRA сообщили, что обнаружили самый сильный сигнал за всю историю своих наблюдений. Событие получило номер GW250114, и оно подтвердило гипотезы Роя Керра (Roy Kerr) и Стивена Хокинга (Stephen Hawking). 
Источник изображений: ligo.caltech.edu Сигнал GW250114 был вызван слиянием двух чёрных дыр массами примерно 34 и 32 массы Солнца, на расстоянии около 1,3 млрд световых лет. После слияния образовалась новая чёрная дыра массой около 63 масс Солнца, вращающаяся с частотой порядка 100 оборотов в секунду «GW250114 — самое „громкое“ событие в области гравитационных волн, которое мы зарегистрировали на сегодняшний день; оно было похоже на то, как шёпот превращается в крик. Это дало нам беспрецедентную возможность подвергнуть теории Эйнштейна (Albert Einstein) самым строгим из возможных испытаний, подтвердив одно из предсказаний Стивена Хокинга, что при слиянии чёрных дыр общая площадь их горизонтов событий может лишь расти, а не уменьшаться», — прокомментировал событие участник исследовательской группы Герайнт Праттен (Geraint Pratten). Уникальность GW250114 в исключительной чистоте сигнала, которая позволила провести проверку двух классических теорий. Во-первых, предсказание Хокинга относительно горизонта событий — внешней границы чёрной дыры. Это точка, в которой гравитационное воздействие чёрной дыры становится настолько сильным, что даже свет лишается возможности двигаться настолько быстро, чтобы вырваться из её хватки. Поскольку гравитация связана с массой, размер горизонта событий или радиус Шварцшильда зависит от массы чёрной дыры: чем выше масса, тем шире горизонт событий.  В 1971 году Хокинг и израильский физик Яакоб Бекенштейн (Jacob Bekenstein) предсказали, что площадь горизонта событий новой чёрной дыры больше, чем площадь исходных чёрных дыр вместе взятых. Учёные предположили, что площадь нового горизонта событий пропорциональна энтропии чёрной дыры или мере её хаотичности. Изучение сигнала GW250114 показало, что суммарная площадь поверхности чёрных дыр — прародительниц составляет 240 000 км²; площадь поверхности образовавшейся в результате их слияния дочерней чёрной дыры выросла до 400 000 км². Во-вторых, событие GW250114 также подтвердило гипотезу новозеландского математика Роя Керра — он предложил решение уравнений общей теории относительности для вращающейся чёрной дыры или «геометрию Керра». «Чёрная дыра Керра» описывается сложнее, чем в варианте Шварцшильда для неподвижной чёрной дыры, потому что вращающаяся чёрная дыра «растягивает» пространство и время несколько иначе — у Керра описывается не только масса объекта, но и его угловой момент или спин. Новизна гипотезы Керра в том, что она является исчерпывающей: если для описания звезды требуется большой набор характеристик, то чёрная дыра описывается всего двумя — массой и вращением. После слияния двух чёрных дыр система входит в фазу затухания, при которой новая чёрная дыра производит вибрации и испускает гравитационные волны на определённых частотах, как будто у неё меняется «голос». Керр предсказал, что «голос» дочерней чёрной дыры определяют её масса и вращение. «Учитывая чёткость сигнала GW250114, мы впервые смогли выделить два „тона“ в „голосах“ чёрных дыр, подтвердить, что они ведут себя в соответствии с предсказанием Керра, и получить беспрецедентно убедительное доказательство керровской природы существующих чёрных дыр», — пояснил участник исследовательской группы Грегорио Карулло (Gregorio Carullo). Гравитационно-волновые детекторы засекли самое масштабное столкновение чёрных дыр в истории наблюдений
16.07.2025 [13:15],
Геннадий Детинич
Астрономы сообщили о гравитационно-волновом событии GW 231123, которое буквально разрушает классическую теорию образования чёрных дыр. Детекторы обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA обнаружили эхо этого явления 23 ноября 2023 года. В результате слияния двух чёрных дыр гипотетической промежуточной массы возникла чёрная дыра массой свыше 225 масс Солнца — это стало рекордным по масштабам слиянием, открытым наземными детекторами. 
Художественное представление слияния двух чёрных дыр. Источник изображения: LIGO/Caltech Теория легко объясняет рождение чёрных дыр звёздной массы — они образуются в результате взрывов сверхновых в строго определённом диапазоне масс умирающих таким образом звёзд. Согласно моделям, предел у подобных явлений составляет 40–60 масс Солнца. Всё звёзды тяжелее этого потолка взрываются без остатка. Тем самым, условно говоря, звезда не может произвести чёрную дыру массой свыше 50 масс Солнца. Событие GW 231123, ошеломившее учёных, возникло в процессе слияния «невозможных» по массе чёрных дыр, каждая из которых в 100 или около того раз превышала массу Солнца. Гравитационно-волновые обсерватории — американская LIGO и европейская Virgo — впервые засекли гравитационные волны в 2015 году. Позже к ним добавился японский детектор KAGRA. С момента начала исследований удалось зафиксировать около 300 событий, часть из которых возникла в процессе слияния чёрных дыр определённой массы. Предыдущий рекорд составил рождение чёрной дыры массой 142 солнечные, что произошло после слияния двух чёрных дыр массой 66 и 85 солнечных масс. Новое событие примерно в полтора раза превзошло предыдущий рекорд, что ещё сильнее озадачило учёных. Впрочем, эта загадка может прояснить механизм роста чёрных дыр, который заключается в поглощении ими друг друга, а не только межзвёздного вещества. Этот механизм до конца не изучен, но на примере нового и последующих открытий со временем может обрести чёткие контуры. Например, при слиянии чёрные дыры образуют объект с ещё большей скоростью вращения. Анализируя скорость вращения одиночных чёрных дыр, можно восстановить шаги по слияниям, которые позволили объекту вырасти до определённых размеров. Но всё это будет позже по мере набора материала для исследований. Российский инженер-предприниматель создаст «теплицу» для лунных баз и гравитационную обсерваторию в Кисловодске
25.02.2025 [15:38],
Геннадий Детинич
«Ведомости» сообщают, что сооснователь и экс-гендиректор разработчика киберпротезов «Моторика» Илья Чех основал новую научно-технологическую компанию «Гильдия "Рубежи науки"». «Гильдия» займётся разработкой биореактора для жизнеобеспечения будущих лунных станций и созданием лазерного комплекса для исследований гравитационных волн. Чех вложит в проекты собственные деньги и привлечёт инвесторов, продвигая вперёд российские космические технологии. 
Илья Чех. Источник изображения: Университет ИТМО Предприниматель планирует вложить в два первых проекта «Гильдии» 100 млн рублей. «На каждый свой рубль я хотел бы привлечь в дальнейшем 5–10 рублей других инвестиций», — заявил Чех. Таким образом, совокупный объём привлечённых средств может составить от 500 млн до 4 млрд рублей. Переговоры с инвесторами уже ведутся, но их имена пока держатся в тайне. Илья Чех намерен за 3–5 лет создать биореактор для Луны. Разработка стартует до конца первого квартала 2025 года. Работы могут занять от трёх до пяти лет. Собственные затраты Чеха на проекты «Гильдии» могут достичь 400 млн рублей и более. Ежегодно на деятельность новой компании планируется тратить не менее 20 млн рублей. «Ведомости» уточняют, что, согласно данным СПАРК, доля Чеха в юрлице ООО «ЦПИР "Рубежи науки"» составляет 75 %, остальные 25 % принадлежат Евгению Полховскому. В «Моторике» Чеху на 24 февраля 2025 года принадлежало 6,91 % акций. С поста гендиректора компании он ушёл в конце 2022 года. Под биореактором следует понимать автономную систему регенерации воздуха и воды, что необходимо для освоения космоса. По словам Чеха, это позволит создать «биосистему», которой смогут пользоваться специалисты для длительного пребывания на лунных станциях. Это, в свою очередь, откроет возможность значительно увеличивать время работы на орбите. Разработкой проекта «Гильдия» займётся совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН. По сути, биореактор — это свого рода теплица с замкнутым циклом, производящая кислород, сохраняющая воду и выращивающая продукты питания. Для космических баз длительного пребывания это настоящая находка, однако подобные проекты — сложная задача. В фильме «Марсианин» Ридли Скотта выращивание растений в космосе выглядит просто, но в реальности всё гораздо сложнее. 
Источник изображения: «Моторика» «Среди первых экспериментов в этой области можно вспомнить советские БИОС-1 и БИОС-3, разработанные ещё в 1960-х годах, — приводит слова эксперта «Ведомости». — Однако полностью успешными их назвать нельзя: на БИОС-3 удалось достичь 100 % замкнутости по кислороду и углекислому газу, 80 % — по воде и 55 % — по пищевому обмену». Среди современных аналогов можно отметить проект БИОС-4 красноярских учёных, разработанный для будущей лунной базы. Второй проект «Гильдии» — лазерный комплекс, который будет создан и установлен на базе Кисловодской горной обсерватории совместно с Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга при МГУ им. Ломоносова. «Комплекс будет использоваться для локации Луны и исследований в области гравитационных волн, — пояснил «Ведомостям» Чех. — Он поможет решать прикладные задачи в интересах координатно-временного и навигационного обеспечения». Изучение Луны с помощью гравитационно-волновой обсерватории позволит исследовать орбиту спутника, его внутреннее строение и проверять теории гравитации. Гравитационные волны открывают новое окно в астрофизику, предоставляя данные о чёрных дырах, нейтронных звёздах и ранней Вселенной. Это совершенно новый инструмент для современных астрофизиков. Для регистрации гравитационных волн используются лазерные лучи, способные фиксировать минимальные изменения расстояний — искажения пространства-времени при прохождении гравитационных волн через детектор. До сих пор в России не существовало подобных инструментов. Важно отметить, что как биореактор, так и лазерный комплекс могут найти применение и в земных условиях. Например, биореактор способен удалять из атмосферы углекислый газ, а лазерный комплекс может использоваться для постановки экспериментов в фундаментальной физике. По мнению опрошенных «Ведомостями» экспертов, каждый из проектов «Гильдии» может занять не менее трёх лет, не говоря уже о значительных затратах и технологических сложностях. Однако эти инициативы открывают российскому бизнесу возможность интеграции в мировую космическую экономику, которая переживает стремительный рост. Разгадку тайны тёмной материи учёные поискали в аномалиях пульсаров
24.07.2024 [18:50],
Геннадий Детинич
Тёмная материя проявляет себя лишь в гравитационном взаимодействии, что делает её невидимой в электромагнитном спектре. Можно ли раскрыть её секреты, не получая данных о тёмном веществе напрямую? В этом могут помочь пульсары, уверены учёные. Радиоволновые импульсы от этих природных часов распространяются по кривизне пространства-времени и реагируют на гравитационные возмущения от сгустков тёмной материи. 
Художественное представление пульсара. Источник изображения: NASA Goddard/Walt Feimer Исследователи из Университета Нотр-Дам (США) изучили 65 пульсаров из каталога Parkes Pulsar Timing Array, данные по которым собирает одноимённая радиообсерватория в Австралии. Идея заключалась в том, что искривление пространства-времени под воздействием сгустка тёмной материи внесёт задержку в радиоимпульс какого-либо пульсара. Эту задержку длительностью в несколько наносекунд мы можем измерить с использованием атомных часов на Земле и собранных данных о пульсарах, которые служат своеобразными маяками во Вселенной и невообразимо точны для нашего масштаба времени. Пульсары — это нейтронные звёзды, ядра умерших массивных звёзд, многократно больше нашего Солнца. Если они при осевом вращении направляют полюса в сторону Земли, то мы фиксируем радиоимпульс от выброса энергии. Массы вещества на пути радиоимпульсов — обычного и тёмного — искривляют пространство-время и делают путь радиолуча длиннее, как если бы он двигался не по прямой, а по окольному пути. В приходе импульса возникает задержка, которая позволяет судить о массе, вызвавшей возмущение пространства-времени. И если в том месте пространства нет видимого объекта, например, звезды или скопления звёзд, то там может скрываться невидимая тёмная материя. В данных о 65 пульсарах учёные обнаружили 12 обнадёживающих аномалий, которые указывали на изменения и задержки во времени пульсаров, ранее зафиксированные радиотелескопом. Земля, Солнце и пульсары очевидным образом постоянно движутся в пространстве, создавая всё новые и новые условия для наблюдений. Все изменения в длительности импульсов пульсаров создают образ пространства-времени между этими объектами, который учёные пытаются расшифровать. 
Визуализация гравитационных волн, производимых сверхмассивными чёрными дырами. Источник изображения: nanograv.org Данная работа имеет также другое значение. Примерно год назад впервые была подтверждена регистрация низкочастотных гравитационных волн — своеобразной ряби пространства-времени во Вселенной. Это почти как решётка пространства-времени, которая как и реликтовое излучение может дать информацию о процессах вскоре после Большого взрыва и более поздних. Данные о задержках сигналов пульсаров могут помочь исключить гравитационный шум — помехообразующее воздействие тёмной материи на эту рябь, что повысит точность измерений других явлений, таких как слияние чёрных дыр на заре Вселенной и процессы с первичными чёрными дырами. Инопланетян легко обнаружить по сбоям варп-двигателей, доказали учёные
21.06.2024 [13:50],
Геннадий Детинич
Группа учёных из Германии и Великобритании доказала возможность обнаружения инопланетных кораблей по сбоям в работе варп-двигателей, причём чем сильнее будут сбои, тем лучше. Авария или нестабильная работа ведёт к схлопыванию варп-пузыря вокруг корабля и порождает специфические гравитационные волны. Обнаружение подобных волн однозначно укажет на их искусственное происхождение и станет неопровержимым доказательством развитой инопланетной цивилизации. 
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews Впервые на Земле гравитационные волны были детектированы 14 сентября 2015 года. Во Вселенной они порождаются в результате слияния сверхмассивных компактных объектов: самих чёрных дыр, чёрных дыр и нейтронных звёзд, и самих нейтронных звёзд. Волны возникают в момент сближения объектов в ходе их ускорения. От размеров детекторов (сейчас у них плечо около 3 км) зависят длины волн и размеры объектов, которые таким способом можно детектировать. Если длина волны превышает длину датчика, то она не оставит на нём свой след. Также, расчёты показывают, что современные детекторы не смогут уловить гравитационные волны от корабля размерами около километра и меньше. Его двигатели создадут гравитационную волну с частотой, которая выше регистрируемой. Варп-двигатели, или двигатели искажающие пространство-время — сжимающие его по курсу корабля и расширяющие за кормой, чем достигаются околосветовые скорости и выше — это безоговорочная фантастика. И всё же, эта фантастика не противоречит общей теории относительности Эйнштейна. Используя уравнения ОТО мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре в 1994 году доказал теоретическую возможность реализации варп-двигателя для межзвёздного корабля. Главным недостатком выкладок Алькубьерре признаётся необходимость отрицательной энергии/массы в составе двигателя, которых в современной физике нет. Но совсем недавно учёные теоретически доказали возможность создания варп-двигателя в рамках известной физики. Новая работа исследует работу этого двигателя с постоянной субсветовой скоростью в нештатных режимах, когда варп-пузырь вокруг корабля может исчезать. Учёные не верят в способность инопланетян добиться стабильной работы варп-двигателя. Пусть даже на первых этапах реализации технологии она будет вести себя нестабильно. В условиях нестабильности варп-двигатель начнёт искажать пространство-время с образованием характерных гравитационных волн. Расчёты показывают, что искусственные гравитационные волны будут отличаться от гравитационных волн, появившихся в результате слияния компактных объектов. «Помимо своего довольно умозрительного применения для поиска внеземной жизни по данным гравитационно-волнового детектора, эта работа интересна как исследование динамической эволюции и стабильности пространства-времени, которые нарушают условие нулевой энергии. Наша работа подчёркивает важность изучения странных новых пространственно-временных областей, чтобы (смело) имитировать то, чего никто раньше не видел», — сообщают авторы работы, появившейся недавно на сайте препринтов arXiv. Обнаружен объект из необъяснимого провала масс между нейтронными звёздами и лёгкими чёрными дырами — его засекли детекторы LIGO
06.04.2024 [13:18],
Геннадий Детинич
5 апреля опубликованы первые данные нового цикла наблюдений коллаборации LIGO-Virgo-KAGRA, стартовавшего год назад. Первым достоверно подтверждённым событием стал гравитационно-волновой сигнал GW230529. Это событие оказалось уникальным и вторым подобным за всю историю работы детекторов. Один из объектов гравитационного взаимодействия оказался из так называемого разрыва масс между нейтронными звёздами и лёгкими чёрными дырами, а это новая загадка. 
Художественное представление разрыва нейтронной звезды чёрной дырой. Источник изображения: Max Planck Institute for Gravitational Physics Согласно данным гравитационно-волновых детекторов LIGO, событие GW230529 представляет собой взаимодействие двух объектов — одного массой 1,2–2,0 солнечных масс, а второго — более чем в два раза массивнее (2,5–4,5 солнечных масс). Первый компактный объект определён как нейтронная звезда, а второй попал в диапазон масс, в котором ничего не должно находиться. Выше разрыва учёные находили лёгкие чёрные дыры, а ниже — нет. Также в этот диапазон не могут попасть нейтронные звёзды. Остаётся предположить, что учёные открыли легчайшую чёрную дыру, что стало вызовом для современной астрофизики. В одно из предыдущих наблюдений детекторами LIGO-Virgo подобный объект промежуточной массы уже наблюдался — это сигнал GW190814. Но тогда, в 2019 году, был получен сигнал об объекте из нижнего диапазона разрыва масс, что заставило заподозрить в нём тяжелейшую нейтронную звезду. Сигнал GW230529 подбросил новую загадку, но одна только гравитационно-волновая обсерватория её не решит. Для этого нужны наблюдения в других диапазонах. Кстати, сигнал GW230529 был обнаружен только обсерваторией LIGO. Обсерватория Virgo в Италии и KAGRA в Японии данных не увидели, поэтому определение направления на событие затруднено. В то же время обнаружение сигнала на одном детекторе стало проверкой нового программного обеспечения, которое успешно отфильтровало шум и вычленило полезный и, как оказалось, уникальный сигнал. В январе обсерватории были остановлены на плановое обслуживание и модернизацию. Обсерватория в Японии подверглась землетрясению и вынуждена была встать на ремонт. Новый сеанс наблюдения начнётся 10 апреля и продлится до февраля 2025 года. В первый цикл было зафиксировано 81 событие, данные по первому из них — GW230529 — опубликованы. Всего по окончанию цикла ожидается регистрация свыше 200 гравитационно-волновых событий. Европа разрешила создание в космосе гигантского детектора гравитационных волн
26.01.2024 [12:42],
Геннадий Детинич
В четверг Комитет научных программ Европейского космического агентства дал добро на подготовку к производству оборудования по созданию космической лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории проекта LISA. Изготовление трёх детекторов начнётся примерно через год. В космос установка будет выведена гораздо позже, но это будет невероятный рывок в изучении Вселенной. 
Источник изображения: ESA До недавнего времени люди могли изучать космос в целом спектре электромагнитных излучений от радиодиапазона до оптического и заканчивая гамма-лучами. После запуска в работу в 2015 году лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO в США у людей появилась возможность улавливать гравитационные волны. Благодаря этому Вселенная предстала для учёных в новом свете, что невозможно переоценить. Например, вместе с LIGO мы получили возможность напрямую уловить сигналы от чёрных дыр — невидимых и поэтому пока гипотетических объектов. Проект LISA в космосе позволит улавливать подобные сигналы в намного большем диапазоне явлений вплоть до ожидания детектирования «реликтовых» гравитационных волн. Гравитационно-волновые обсерватории на Земле — два детектора LIGO в США, один Virgo в Италии и один KAGRA в Японии — ограничены протяжённостью и воздействием разного рода помех. Каждое из плеч земных интерферометров имеет длину около 3 км. По каждому из них благодаря зеркалам многократно курсирует лазерный луч. Если через детектор проходит гравитационная волна, то один из коридоров растягивается или сжимается в процессе искажения геометрии пространства-времени. Тогда луч в этом коридоре проходит с задержкой или опережением луча в соседнем коридоре (коридоры соединены буквой «Г»). В детекторе происходит наложение одного луча на другой и разница в сдвиге фаз расскажет о масштабе события. Сравнительно небольшая длина коридоров позволяет фиксировать гравитационные волны только большой частоты. Во-первых, это ограничивает нас по массе объектов — LIGO и другие датчики фиксируют волны только от слияний компактных объектов, таких как нейтронные звёзды и небольшие чёрные дыры. Во-вторых, частота гравитационных волн повышается только перед слиянием таких объектов, когда гравитация заставляет их бешено вращаться вокруг общего центра масс. Чтобы улавливать низкочастотные гравитационные волны, датчики должны быть разнесены далеко-далеко друг от друга, тогда появится возможность следить за гравитацией парных объектов за год до слияния, а также улавливать слияние сверхмассивных чёрных дыр, которые никуда не торопятся и поэтому излучают гравитационные волны в длинноволновом диапазоне. Согласно проекту LISA, в космос будет выведено три космических аппарата. Каждый из них будет представлять собой лазерный интерферометр, построенный на основе детекторов, уже опробованных на проекте LIGO. Космические детекторы расположат треугольником, в составе которого каждый из них будет направлять луч в сторону двух других. Длина каждого плеча составит 2,5 млн км. Это будет невероятный по своим возможностям инструмент, которого буквально ещё не было в руках учёных. Мы сможем увидеть Вселенную в гравитационном спектре, если так можно сказать. Выше на видео, например, NASA показало, как это может быть на примере Млечного Пути, где каждый источник гравитационных волн привязан к тому или иному событию или объекту. Это почти как заглянуть в суть вещей. А ведь это не всё! Группа европейских учёных предложила лёгким движением руки превратить проект LISA в LISAmax. Технически нам ничего не мешает разместить в космосе детекторы на другом расстоянии, чтобы повысить их чувствительность к гравитационным явлениям. Поэтому учёные обосновали возможность разнести детекторы на 295 млн километров! Не исключено, что к 2034 году, когда начнётся вывод детекторов LISA в космос, у нас появится возможность сделать этот проект ещё более революционным. Японский детектор гравитационных волн повредило землетрясение — на ремонт уйдут месяцы
16.01.2024 [23:47],
Геннадий Детинич
Сообщается, что произошедшее 1 января 2024 года землетрясение в Японии повредило уникальную установку — детектор гравитационных волн. Всего в мире три таких установки — одна в США, одна в Европе и одна в Японии. Причём японский детектор впервые начал наблюдения в мае 2023 года. И ему не судьба начать новый научный сезон — на починку повреждений уйдут месяцы. 
Художественное представление о гравитационных волнах. Источник изображения: personal.soton.ac.uk Японский детектор гравитационных волн — установка Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) — развёрнут в бывших шахтах Камиока на глубине 200 м. Это два туннеля по 3 км каждый, соединённые под прямым углом. По каждому из тоннелей благодаря зеркалам многократно курсирует луч лазера. При прохождении гравитационной волны через детектор происходит искажение пространства-времени — тоннели укорачиваются и удлиняются — и лазеры это фиксируют. Открытие гравитационных волн, за что в 2017 году присудили Нобелевскую премию, принадлежит сотрудникам американского детектора LIGO и итальянского Virgo. Японская гравиметрическая обсерватория KAGRA присоединилась к научным наблюдениям в мае 2023 года. Начало работы третьей обсерватории на другом конце Земли позволило надеяться на повышение точности локализации гравитационных событий. Благодаря данным далеко разнесённых детекторов повышается шанс привязать детектируемые волны к участку неба и даже явлению. Это бы значительно повысило ценность наблюдений. Пока, если мы ничего не упустили, из нескольких сотен уловленных гравитационных волн только одно событие определено с точностью до объекта на небе. Случившееся в Японии землетрясение вновь вернуло науку к паре детекторов. К счастью, человеческих жертв и обрушения тоннелей не было. Повреждения выявлены в виброизоляторах установки, на починку которых уйдёт несколько месяцев, поэтому новый научный цикл гравиметрических работ в марте начнётся без японского детектора. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
