fbpx

Каталог статей

Каталог статей для размещения статей информационного характера

Технології

Третє свідоцтво гравітаційних хвиль

Детектори LIGO-спільноти в третій раз зафіксували гравітаційні хвилі. Вібрації простору-часу відбувалися від двох чорних дір, які об’єдналися на відстані трьох мільярдів світлових років. Захоплює те, що в цьому випадку мова йде не тільки про рекордну відстань події, але і про перші свідоцтва про причини колізії чорних дір.
Коли 11 лютого 2016 року вчені LIGO-спільноти опублікували перший доказ гравітаційних хвиль, почалася нова ера в астрономії. Адже тремтіння простору-часу надало можливість поглянути на «темну сторону» космосу – процеси, які неможливо спостерігати з допомогою звичних методів, тому що вони, наприклад, не випромінюють сяйва.
Звичайно, для цього важливо, щоб гравітаційні хвилі можна було помітити: надійно і неодноразово. І вже у червні 2016 року детектори LIGO-спільноти зареєструвати другий, а взимку 2017-го – третій сигнал-доказ існування гравітаційних хвиль.
Це сталося 4 січня 2017 року. В 11:11:58 за європейським часом обидва детектори LIGO зловили новий сигнал. Тремтіння простору-часу сколихнула землю і вивела з такту лазерний промінь приладу для вимірювання відстаней. Коливання тривали близько 920 мілісекунд і здійснило 29 хвильових циклів, інформують вчені.
На підставі ознак сигналу, який назвали GW17010, вчені прийшли до висновку: джерело цих гравітаційних хвиль віддалений від нас приблизно на три мільярди світлових років. Це вдвічі більше, ніж під час першого докази – тобто зараз становить рекордну відстань подібних спостережень. Відповідно, новий сигнал був слабшим, і LIGO-обсерваторії змогли його записати – зокрема й тому, що лазер і оптика нещодавно були покращені.
Як і попередні, ці гравітаційні хвилі походили від злиття двох чорних дір: одна з масою 31 Сонця, інша – 19 Сонць. У результаті виникла нова чорна діра з масою 49 Сонць. Тобто вона заповнює розрив між двома раніше зафіксованими подіями цього типу, повідомляють учені. «Це знову підтверджує: існують зоряні чорні діри з масою понад 20 сонячних мас, – розповів Девід Шумейкер (David Shoemaker), спікер LIGO-спільноти. – Адже до тих пір, поки детектори LIGO не зафіксували перше гравітаційних хвиль, ми не знали, що існують різні класи чорних дір».
Цікаво й те, що новий сигнал надає перші докази того, як доходить до злиття. Завдяки гравітаційним хвилях можна робити припущення про ротації обох дірок незадовго перед їх зіткненням. Згідно зі спостереженнями, одна з двох чорних дір оберталася в протилежному всієї системи напрямку.
«Обидві чорні діри могли обертатися в протилежних напрямках», – розповіла Сюзан Скотт (Susan Scott) з Австралійського національного університету. Так можна з’ясувати, яка з обох теорій конкурентних узгоджується з утворенням чорних дір, за якими спостерігали.
Згідно з однією з них, чорні діри можуть виникати разом, коли обидва партнера подвійної зірки вибухають і створюють дві чорні діри, що обертаються одна навколо одної. В цьому випадку обидва партнера повинні були б крутитися в одному напрямку. Друга теорія припускає, що чорні діри виникають незалежно один від одного, проте пізніше залучаються в скупчення зірок. У цьому випадку і напрямок їх обертання може відрізнятися.
Саме це, ймовірно, вперше довели на LIGO, спостерігаючи за GW170104. «Ми вперше отримали докази того, що чорні діри можуть і не рухатися в одному напрямку, – пояснив Бангалорі Сатяпракаш (Bangalore Sathyaprakash) з Університету штату Пенсільванія. – Це маленьке свідчення того, що спарені чорні діри можуть виникати в тісних зоряних скупченнях».
Астрономи сподіваються, що висловлені припущення буде підтверджені наступними показаннями аналогічних подій. Адже чим більше випадків сплавлення чорних дір вдасться довести і дослідити за допомогою гравітаційних хвиль, тим ясніше стане картина, яка пояснить причини космічних колізій.
Нове доказ гравітаційних хвиль підтверджує також затвердження загальної теорії відносності. «Виглядає так, що Айнштайн був прав, – говорить Лора Кадонати (Laura Cadonati) з Технологічного інституту Джорджії. – Адже під час нових події, що відбувалися вдвічі далі, ніж перші, ми не помічаємо ніяких відхилень від пророкувань загальної теорії відносності».
«Тому третє доказ гравітаційних хвиль не тільки підтвердив їх існування, але і надало нову цікаву інформацію, а LIGO придбав репутацію самої потужної обсерваторії для дослідження темної сторони Всесвіту, – розповів Девід Райтце (David Reitze), виконавчий директор LIGO-лабораторій. – Ми сподіваємося, що скоро будемо в змозі фіксувати і інші астрономічні події, зокрема сильні зіткнення двох нейтронних зірок».