В данной статье речь пойдет о гравитационных волнах, наблюдение за которыми ведется обсерваторией с лазерным интерферометром для обнаружения гравитационных волн (LIGO).
В одной из предыдущих своих статей, я уже упоминал, о данной обсерватории. Наблюдения данной обсерватории показали, что столкновения черных дыр, более частое явление, чем мы ожидали, а это значит, что черных дыр намного больше, чем считалось ранее.
Кроме того, данная обсерватория поможет заглянуть глубже в прошлое, еще ближе к моменту Большого взрыва. Это связанно с тем, что гравитационные волны свободно перемещались по возникающей Вселенной, даже тогда, когда она была непрозрачна для световых волн.
Это новый, революционный вид исследования Вселенной. Применение данной технологии позволит сделать такой же качественный скачок в изучении Вселенной, какой произошел, когда астрономы перешли от наблюдения небосклона невооруженным взглядом, к наблюдению с помощью телескопа.
Движение гравитационных масс, порождает гравитационные волны, так же как движение заряженных частиц, электромагнитные волны.
В зависимости от вида движения и взаимодействия гравитационных масс, возникают и различные формы гравитационных волн.
Когда, например двойные системы звезд или черных дыр, вращаются по стабильной орбите или огромная звезда с неоднородностью вращается вокруг своей оси, то они порождают непрерывные гравитационные волы. Эти волны имеют постоянную амплитуду и постоянную частоту. Но данные волны очень слабы. Мечта ученых достичь такой чувствительности детектора, чтобы можно было улавливать непрерывные гравитационные волны, создаваемые нейтронными звездами и это позволило бы наблюдать за ними длительное время.
Но поимка, детектирование и отслеживание непрерывных гравитационных волн, это сложная задача, так как на сигнал, накладываются возмущения от самого объекта и помехи связанные с движением Земли и детектора на её поверхности.
Когда двойная система завершает свое существование, через слияние объектов. Они возникают от спирально движущихся объектов и называются спиральные гравитационные волны. Особенностью таких волн является постепенное увеличение частоты и амплитуды сигнала. Это связанно с тем, что по мере сближения гравитационных масс, частота вращения и гравитационное возмущение возрастают.
В процессе наблюдения на обсерватории были обнаружены взрывные гравитационные волны. Они возникают неожиданно, имеют малую продолжительность, сигнал представляет резкий и сильный скачек амплитуды гравитационной волны и быстрое её затухание. Данный тип волны, оказался полным сюрпризом для ученных, и до сих пор нет четкого понимания, как и почему возникают такие гравитационные волны. Существуют пока только неподтвержденные гипотезы, пытающиеся объяснить это.
Аналогично микроволновому фоновому излучению, являющегося реликтовым световым излучением возникшим на заре возникновения Вселенной, существуют и реликтовые гравитационные волны, называемые стохастическими.
Данные волны, представляю из себя, гравитационный шум, возникший в результате различных процессов и на протяжении длительного времени в плоть до истоков нашей Вселенной и содержат информацию практически о все истории Вселенной.
Обработка данных сигналов является одной из важнейших исследовательских задач. Отправной точкой для решения этой задачи, может служить идея о том, что в процессе расширения Вселенной гравитационные волны должны растягиваться и чем древнее такая волна, тем сильнее она будет растянута.
Насколько важно решить эту задачу, можно судить по отправным точкам возникновения первых гравитационных волн и первого реликтового излучения. Реликтовые гравитационные волны возникли не позже, чем через десять в минус тридцать второй степени доли секунды после Большого взрыва, а реликтовое излучение примерно через триста тысяч лет. Стохастические гравитационные волны это непрерывный шум одинаково идущий со всех направлений.
Перспективы гравитационной астрономии, просто безграничны. Радиоволны, свет, рентгеновское и гамма излучение, поглощаются, рассеиваются и преобразуются, создавая помехи для наблюдения за объектом. Для гравитационных волн Вселенная практически прозрачна, и это позволит наблюдать за объектом без помех, а изучение стохастических гравитационных волн позволит заглянуть в момент рождения Вселенной.
Если материал понравился, то нажимайте палец вверх и подписывайтесь. Ниже есть ссылка на предыдущую статью.
Предыдущая статья ---> Судьба черных дыр