Зачем нам это???
Это необходимо физикам. Однозначный знак гравитационных волн подтвердил бы скорость и характеристики таких волн, как это предсказывает общая теория относительности Эйнштейна, которая вложена во всю современную физику очень массивной и очень быстрой.
Астрономы так же не стоят в стороне. Гравитационные волны несут информацию об экстремальных астрономических процессах, которые теперь невозможно узнать другими способами.
«Весь свет, который мы видим от [взрывающейся] звезды, исходит только от отдельных атомов в ее внешних слоях», - объясняет Ли Сэмюэль Финн, директор Центра физики гравитационных волн в Университете штата Пенсильвания в Государственном колледже. «Мы не можем заглянуть в его термоядерный двигатель. Но гравитационные волны исходят из его объемного вещества, проходя через внешние слои без рассеяния, исчезновения или покраснения, что позволяет нам непосредственно видеть коллапс звездного ядра ».
Гравитационные возмущения, такие как свет и звук, движутся волнами с такими характеристиками, как частота, длина волны и сила, которые могут изменяться во времени. Фактически, один тип детектора пытается преобразовать гравитационные колебания в обычный звук.
Гул несколько баров
Среди ученых, изучающих гравитационные волны, слуховые аналогии имеются в большом количестве, и аналогии являются подходящими. Ожидается, что гравитационные волны будут приходить сюда на всех частотах и со всех сторон в пространстве. Точно так же, как после одного разговора на большой коктейльной вечеринке от слушателя требуется отказаться от фоновой болтовни и звона стекла и серебра, так и задача определения отдельного источника гравитационной волны требует определения направления с двумя «ушами» плюс фильтрация шум, включая шум на той же частоте, что и желаемый сигнал.
Самым старым способом обнаружения гравитационных волн является буквальное их прослушивание, используя твердые алюминиевые стержни, которые в основном функционируют как гигантские камертоны. Поскольку вы можете заставить камертон держаться возле рта слабо, и если вы поете на его резонансной частоте, то ожидается, что детекторы акустических стержней будут издавать звуки при ударе гравитационной волной резонансной частоты стержня. Одним из крупнейших является ALLEGRO, который обозначает Луизианский Низкотемпературный Эксперимент и Обсерваторию GR-волн. Разработанный и построенный Уильямом О. Гамильтоном из Университета штата Луизиана (почетным профессором физики) и Уорреном Джонсоном, он представляет собой огромный алюминиевый резервуар на первом этаже здания Физики и астрономии в кампусе в Батон-Руж. Резервуар, его вакуумный насос, периодически испускающий поток тикающих пузырьков, окружен всевозможными трубами, шлангами и другими конструкциями. Его внешний цилиндр представляет собой гигантскую бутылку термоса, изолирующую меньшую камеру, охлаждаемую до температуры жидкого азота (77 градусов Кельвина); эта первая камера, в свою очередь, изолирует вторую, охлажденную до температуры жидкого гелия, всего на 4,2 градуса К выше абсолютного нуля (самой низкой температуры, возможной в природе).
Глубоко внутри холодной темной внутренней камеры, в разреженном вакууме, насколько это возможно в атмосфере, находится твердый цилиндр из алюминиевого сплава весом две с половиной тонны, подвешенный на одной проволоке из титанового сплава, так что висит в точном равновесии. Размер стержня, свойства его алюминия и точность, с которой он был изготовлен, способствуют его чувствительности и ширине полосы: он способен «слышать» в двух узких полосах около резонансной частоты 900 Гц. Если гравитационная волна этих частот проходит через полосу, волна должна установить полосу в звоне.
Теоретики предсказывают, что некоторые классы сверхновых могут генерировать гравитационные волны на частоте в пределах полосы частот ALLEGRO . Поскольку тон был бы чрезвычайно слабым (и все равно не слышен в вакууме), тонкие акселерометры прикреплены к концам стержня, чтобы ощутить незначительное ускорение стержня, вызванное вибрацией. Вакуум устраняет молекулы воздуха, отскок от металлической поверхности которых мог бы ослабить слабую вибрацию, а сильный холод успокаивает тепловое колебание собственных молекул стержня.
ALLEGRO почти непрерывно прослушивает гравитационные волны с 1991 года. Поскольку ни один ученый не поверил бы, что какой-либо импульс является настоящей гравитационной волной, если бы он не был зарегистрирован почти одновременно другим детектором с по меньшей мере равной чувствительностью, ALLEGRO сотрудничает с четырьмя другими детекторами акустических стержней. в США и Европе.