Жар в холодном космосе.
Команда №3
В космосе есть жизнь
Космос - далекое, холодное пространство. Чужое, неизведанное.. и живое. В его сердце бьется жаром жизнь, пульс его достигает нас слабыми волнами. Ткань колеблется - космос дышит.
Физики заявили об открытии гравитационных волн, предсказанных еще Альбертом Эйнштейном. Их смогли запечатлеть детекторы обсерватории LIGO и Virgo. Источником третьей в истории наблюдений волны стало столкновение пары черных дыр, чьи моменты вращения не были сонаправлены. Выделившаяся в результате энергия в несколько раз превышает световую энергию, излучаемую за это же время всеми звездами и галактиками во Вселенной.
Обнаружить волны, амплитуда которых составляет менее размера атома, было, грубо говоря, сложно. Первые догадки о том, что в космосе движется какая-то сила, принадлежали Альберту Эйнштейну, сделанные им на основании теории относительности. Прямые попытки детектирования гравитационных волн берут начало в экспериментах Джозефа Вебера конца 1960-х годов. Заявление об их открытии Вебером в конце 1969 года, впоследствии, к 1972 году, опровергнутое научным сообществом, вызвало серьёзный интерес к этой проблеме.
теории
Мы поймали для вас чёрную дыру!
относительности
Теория относительности - физическая теория пространства-времени, утверждающая универсальность физических явлений и законов, но субъективность восприятия, то есть время и пространство воспринимаются по разному для разных наблюдателей. А значит: все в мире относительно
Жарко, не правда ли?
«Эйнштейн был бы очень счастлив» - Габриэлла Гонсалез, представитель коллаборации LIGO
Первое косвенное свидетельство существования гравитационных волн было получено в 1974 году благодаря наблюдению за тесной системой двух нейтронных звёзд. За это открытие Рассел Халс и Джозеф Тейлор получили в 1993 году Нобелевскую премию по физике
Эти детекторы, однако, обладали недостаточной чувствительностью, поэтому следующее поколение детекторов основано на другом принципе: использование интерферометра Майкельсона, позволяющего с большой точностью измерять изменения оптического пути света между зеркалами каждого плеча интерферометра.
В 2014 году было объявлено об открытии реликтовых гравитационных волн, оставшихся после Большого взрыва, командой эксперимента BICEP2, но вскоре после тщательного анализа данных оно было опровергнуто коллаборацией Planck.
1 февраля 2016 года было объявлено об экспериментальном открытии гравитационных волн коллаборациями LIGO и VIRGO, о котором идет сегодня речь. За это в 2017 году была присуждена Нобелевская премия по физике.
Эти детекторы, однако, обладали недостаточной чувствительностью, поэтому следующее поколение детекторов основано на другом принципе: использование интерферометра Майкельсона, позволяющего с большой точностью измерять изменения оптического пути света между зеркалами каждого плеча интерферометра.
В 2014 году было объявлено об открытии реликтовых гравитационных волн, оставшихся после Большого взрыва, командой эксперимента BICEP2, но вскоре после тщательного анализа данных оно было опровергнуто коллаборацией Planck.
1 февраля 2016 года было объявлено об экспериментальном открытии гравитационных волн коллаборациями LIGO и VIRGO, о котором идет сегодня речь. За это в 2017 году была присуждена Нобелевская премия по физике.
интерферометра Майкельсона
нейтронных звёзд
Нейтронная звезда — космическое тело, являющееся одним из возможных результатов эволюции звёзд, состоящее, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов.
Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении взаимного увеличения или уменьшения результирующей амплитуды двух или нескольких волн при их наложении друг на друга, что позволяет измерять длину волны света или очень точно измерять расстояние или длину объекта
Интерферометр Майкельсона
Космос никогда не стоит на месте. Представьте, сделав вид, что не знаете ничего о нем: Вы оседлали звезду. Вокруг и мимо несутся галактики, тела, их составляющие: вы плывете по большой реке, реке мироздания. Только нет шума воды: ни звука.
Первый период наблюдения, названный сезон O1, длился с 12 сентября 2015 по 19 января 2016. В это время действовал только детектор LIGO, и он обнаружил три гравитационных всплеска. После этого инструмент был остановлен для усовершенствования и повышения чувствительности.
Обнаруженные гравитационные волны - свидетельство столкновения чёрных дыр
Ход исследования состоит из трех периодов:
2017 один из двух детекторов LIGO зафиксировал небывало длинный сигнал, длившийся около 100 секунд, несколько секунд спустя мощную вспышку гамма-излучения заметили автоматические телескопы «Ферми» и «Интеграл». Позже ученые выяснили, что волну, искажённую шумами, увидели и второй детектор LIGO и VIRGO.
Благодаря такому богатому набору наблюдений удалось достаточно точно предсказать, где искать источник излучения, оказавшийся столкновением двух нейтронных звезд, которые находились в 130 млн световых лет от нас, в созвездии Гидры
Третий период наблюдения – сезон O3 – с апреля 2019 года. Сейчас подведены итоги периода O3a: с 1 апреля по 1 октября 2019. Было зарегистрировано 39 событий, это рекордное количество. Данные сезона O3b (с 1 ноября 2019 года по 27 марта 2020) ещё обрабатываются. В данный момент оба детектора остановлены на очередную модернизацию, что сделает их ещё более чувствительными; планируется, что они возобновят работу в 2021 году.
Второй период наблюдения – сезон O2 – с 30 ноября 2016 по 25 августа 2017. К усовершенствованному американскому LIGO присоединился европейский детектор VIRGO, из-за чего точность возросла почти в 10 раз. Четвёртое всплеск обнаружили 14 августа 2017.
Всего за эти месяцы было обнаружено 8 событий, в том числе первое столкновение нейтронных звёзд.
Всего за эти месяцы было обнаружено 8 событий, в том числе первое столкновение нейтронных звёзд.
Нажимай, не бойся
Регистрация этих волн - шаг вперед, в неизвестное. Мы не обладаем достаточными знаниями и не имеем понятия, что даст нам это открытие - но ведь, на самом деле, как много мы не знаем, что мы не знаем! Открытие чего-то нового всегда продвигало человечество вперед, какого бы характера оно не было, технологии, улучшало жизнь на Земле. Регистрация гравитационных волн - чего-то совершенно отличного от нашей обыденности - приблизило нас к космосу; даже если мы боимся его, рано или поздно все равно придется с ним познакомиться.
Учёные, обнаружившие гравитационные волны
Christopher J. Moore
K.Ф.Н., аспирант Института астрономии Кэмбриджского университета, руководитель исследовательской группы проекта "LIGO"
Deyan P. Mihaylov
Hаучный состудник Института гравитационной физики Общества Макса Планка
Anthony Lasenby
Профессор Кэмбриджского университета
Gerard Gilmore
Астроном, изучающий природу и происхождение нашей галактики, Млечного пути
Его работа стала пионером в использовании спектральных исследований для химического определения истории галактики
Гравитационные волны — это распространяющиеся в пространстве-времени колебания геометрической структуры (метрики) пространства-времени, которые движутся со скоростью света.
Благодаря вышеперечисленным открытиям, образовывается новый подраздел астрономии - “нейтринная”, и теперь эта наука станет гравитационно-волновой. Так же, как электромагнитные волны повлияли на нашу жизнь, возможно, и гравитационные станут знамением новой эпохи изучения человеком Вселенной.
«У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной» - Михаил Городецкий, руководитель группы "Когерентная микрооптика и радиофотоника" Российского квантового центра Михаил Городецкий.
«У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной» - Михаил Городецкий, руководитель группы "Когерентная микрооптика и радиофотоника" Российского квантового центра Михаил Городецкий.
Нейтринная астрономия – раздел астрономии, изучающий излучение мельчайших и очень труднообнаружимых частиц - нейтрино, порождаемое внеземными источниками, с целью получения знаний о происходящих в космосе процессах.
нейтринная
SHOGAN; анимация выполнена для проекта.
Окно во вселенную?
“
С этим открытием для нас, людей, начинается новое великолепное приключение: поиски и исследования искаженной стороны Вселенной, предметов и явлений, которые построены из искривленного пространства-времени. Сталкивающиеся черные дыры и гравитационные волны – наши первые прекрасные образцы
Никто не знает точно, что это открытие принесет в наше будущее, некоторые могут отнестись к нему и вовсе скептически - но чего тогда стоят любые знания? Они - двигающий мотор прогресса и человечества. Как, например, электромагнитные явление послужили началом для создания многих современных технологий, так и гравитационные волны - ответ на многие вопросы, потенциальные новые возможности изучения космоса и Вселенной - сверхорганизма, в котором мы живем. Они приоткрыли нам окно, но снаружи снова оказалось множество вопросов, сто тысяч “почему”. Сумев задать вопросы, мы пройдем половину пути решения загадки мироздания.
Полина Бойкова
Андрей Дацюк
Арина Кривонос
Над проектом работали:
Главный редактор
Главный по картиночкам и информации про пользу открытия
Главный исследователь
Ну, и вот эта покорительница космического пространства сайта
