Светкавицата е ударила два пъти - може би три пъти - и учени от Обсерваторията за гравитационна вълна с лазерни интерферометри или LIGO се надяват, че това е само началото на нова ера на разбиране на нашата Вселена. Тази „светкавица“ се появи под формата на неуловимите, трудно разпознаваеми гравитационни вълни, произведени от гигантски събития, като например сблъсък на двойки черни дупки. Енергията, отделена от такова събитие, нарушава самата материя на пространството и времето, подобно на пулсации в езерце. Днешното съобщение е вторият набор от гравитационни вълни, открити от LIGO, след историческото първо откриване, обявено през февруари тази година.
"Този сблъсък се е случил преди 1,5 милиарда години", каза Габриела Гонсалес от университета в Луизиана на пресконференция, за да обяви новото откриване, "и с това можем да ви кажем ерата на гравитационната вълнова астрономия е започнала."
Първото откриване на гравитационните вълни на LIGO от сливане на черни дупки се случи на 14 септември 2015 г. и потвърди основното прогнозиране на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн от 1915 г. Второто откриване е станало на 25 декември 2015 г. и е записано от двата детектора LIGO.
Докато първото откриване на гравитационните вълни, освободени от насилственото сливане на черна дупка, беше само малко „чуруликане“, продължило само една пета от секундата, това второ откриване беше по-скоро „кръг“, който се виждаше цяла секунда през данните. Чуйте в това видео:
„Това наричаме музика на гравитацията“, каза Гонсалес, докато тя играеше видеото на днешната пресконференция.
Докато гравитационните вълни не са звукови вълни, изследователите преобразуват трептенията и честотата на гравитационната вълна в звукова вълна със същата честота. Защо двете събития бяха толкова различни?
От данните изследователите заключават, че вторият набор от гравитационни вълни е бил произведен по време на последните моменти от сливането на две черни дупки, които са били 14 и 8 пъти по-големи от масата на Слънцето, а сблъсъкът е произвел една, по-масивна въртяща се черна дупка 21 пъти по-голяма от масата на Слънцето За сравнение, откритите през септември 2015 г. черни дупки бяха 36 и 29 пъти по-големи от масата на Слънцето, като се сляха в черна дупка от 62 слънчеви маси.
Учените казаха, че по-високата честота на гравитационните вълни от черните дупки с по-малка маса удря "сладкото място" на чувствителността на детекторите LIGO.
„Много важно е, че тези черни дупки бяха много по-малко масивни от тези, наблюдавани при първото откриване“, каза Гонсалес. „Поради по-леките си маси в сравнение с първото откриване, те прекараха повече време - около една секунда - в чувствителната лента на детекторите. Това е обещаващо начало за картографиране на популациите от черни дупки в нашата Вселена. "
LIGO позволява на учените да изучават Вселената по нов начин, използвайки гравитацията вместо светлината. LIGO използва лазери за прецизно измерване на положението на огледалата, разделени един от друг на 4 километра, около 2,5 мили, на две места, които са на разстояние над 3000 км, в Ливингстън, Луизиана и Ханфорд, Вашингтон. И така, LIGO не открива пряко сблъсъка на черната дупка, той открива самото разтягане и сгъстяване на пространството. Засеганията засега са резултат от способността на LIGO да измерва смущения в космоса с точност от 1 част на хиляда милиарда. Сигналът от последното събитие, наречен GW151226, се произвежда чрез преобразуване на материята в енергия, която буквално разтърсва космическо време като Jello.
Членът на екипа на LIGO Фулвио Ричи, физик в Римския университет La Sapienzaa, заяви, че има трето откриване на „кандидат“ за събитие през октомври, което Ричи каза, че предпочита да нарича „спусък“, но е много по-малко значим и сигнал за шум не е достатъчно голям, за да се счита официално за откриване.
Но все пак, според екипа, двете потвърдени открития сочат, че черните дупки са много по-често срещани във Вселената, отколкото се смяташе досега, и те често могат да идват по двойки.
„Второто откритие„ наистина постави „O“ за обсерваторията в LIGO “, каза Алберт Лазарини, заместник-директор на лабораторията LIGO в Caltech. „С откриването на две силни събития през четирите месеца на първия ни наблюдателен старт можем да започнем да правим прогнози за това колко често може да чуем гравитационни вълни в бъдеще. LIGO ни предлага нов начин да наблюдаваме някои от най-мрачните, но най-енергичните събития в нашата Вселена. “
LIGO вече е офлайн за подобрения. Следващият цикъл за поемане на данни ще започне тази есен и подобренията в чувствителността на детектора могат да позволят на LIGO да достигне до 1,5 до два пъти повече от обема на Вселената в сравнение с първия цикъл. Трети сайт, детекторът Дева, разположен близо до Пиза, Италия, с дизайн, подобен на близнаците детектори LIGO, се очаква да влезе в интернет по време на последната половина от предстоящото наблюдение на LIGO. Девата ще подобри способността на физиците да намират източника на всяко ново събитие, като сравнява разликите в мащабни секунди във времето на пристигане на входящите сигнали за гравитационна вълна.
Междувременно можете да помогнете на екипа на LIGO с проекта за граждански наука Gravity Spy чрез Zooniverse.
Източници за допълнително четене:
Прессъобщения:
Университета на Мериленд
Северозападен университет
Университет Западна Вирджиния
Пенсилвания държавен университет
Писма за физически преглед: GW151226: Наблюдение на гравитационните вълни от 22-слънчева маса с двойна коалесценция с черна дупка
Страница с факти LIGO, Caltech
За отличен преглед на гравитационните вълни, техните източници и тяхното откриване, вижте отличната поредица от статии на Markus Possel, които представихме в UT през февруари:
