Гравитационные волны регистрировались независимо на VIRGO (Европа) и Advanced LIGO (США). Источник — бинарная система чёрных дыр массами 10 и 1.4 солнечных масс в кластере Кома на расстоянии около 15 МПк от нас. Частота волн 125 Гц. Объявить об этом планируют в январе 2016.
Здесь был текст письма, убранный по определённым соображениям. Спасибо доброжелателю за возвращение меня в правильное флегматично-рассудительное русло. Удаление всего поста почитал нечестным по отношению к пользователям GT.
Если будет спрос на это дело, готов написать ликбез на популярном уровне о том, что же такое гравитационные волны и как они проявляются.
Комментарии (66)
Psychopompe
19.11.2015 23:38А можно текст самого письма? Пруфы хоть какие-нибудь, а то желтовато и жидковато.
tajimura
19.11.2015 23:57Добавил в тело публикации. Убрал только e-mail адреса отправителя и получателей.
Mrrl
20.11.2015 00:48Картину портит только широко обсуждавшееся несколько лет назад сообщение о том, что обнаружили нейтрино, летящие быстрее света. Понятно, что ошибки бывают… так что запасаемся попкорном.
tajimura
20.11.2015 00:53Ну таки сверхсветовые нейтрино запрещены теорией, Тогда кая ГВ — предсказаны ей. Но думаю, что крики на весь мир отложили на январь именно для того, чтобы проверить результаты со всех сторон.
Oroszorszag
20.11.2015 01:00Скажи, а в прошлом году разве не было сообщений об обнаружении гравитационных волн? Чем там всё закончилось?
SelenIT2
20.11.2015 02:01Если это про BICEP2 — то, увы, всё превратилось в космическую пыль: www.nature.com/news/gravitational-waves-discovery-now-officially-dead-1.16830
dead_undead
20.11.2015 13:31Там было косвенное измерение гравитационных волн от инфляции через поляризацию реликтового излучения.К сожалению ребята поторопились с громкими заявлениями, и открытие было закрыто совместной статьей с коллаборацией Planck.
Тут же прямое измерение.
vazir
20.11.2015 01:38Сказанное как либо относится к скорости распространения грав. волн? Т.е. может подтвердить что и в данном случае скорость света это максимум или обратное?
Kolegg
20.11.2015 01:59Из теории относительности вытекает равенство скорости распространения гравитационных и э/м полей. ЕМНИП.
SelenIT2
20.11.2015 01:56Несколько смущает чёрная дыра в 1.4 солнечной массы — вдвое меньше предела Оппенгеймера—Волкова. Или тут в широком смысле «компактный массивный объект»?
Mad__Max
20.11.2015 18:12Предел Оппенгеймера—Волкова совсем о другом. Он не о минимальной массе ЧД, а о максимально массе «потухших» звезд при превышении которой объект неизбежно(гарантированно) превращается в ЧД.
На массу самих ЧД никаких ограничений нет — они могут быть любой массы.SelenIT2
20.11.2015 18:30В википедии в двух местах написано, что предел Оппенгеймера—Волкова в первом приближении ограничивает снизу и массу ЧД, возникшей из выгоревшей звезды. ЧД меньшей массы могут быть только первичными, и они пока строго гипотетичны. Это не так?
Mad__Max
20.11.2015 19:51Да, на образовавшиеся из выгоревшей звезды в процессе звездной эволюции ограничения накладывает. Но эти 2 предела (максимум для существования звезды без превращения в ЧД и минимум массы ЧД образовавшейся из звезды) насколько понимаю все-равно не равны — предел именно о массе исходной звезды. В процессе коллапса погасшей звезды в ЧД (взрыв сверхновой как частный случай) существенная часть материи и энергии(причем часть энергии — как раз в виде грав. волн) выбрасывается наружу на огромных скоростях(достаточных чтобы преодолеть грав. притяжение), а ЧД представляет собой лишь центральный остаток(ядро) от этой звезды. Насколько он может быть меньше чем полная масса исходной звезды пока точно не известно.
Но это не единственный путь образования ЧД, есть еще:
— первичные ЧД
— квантовые ЧД (образовавшиеся не за счет сжатия гравитацией, а при сверхэнергетических взаимодействиях, типа столкновения пучков частиц очень высоких энергий, при этом в космосе таковые не редкость и с удельными энергиями на порядки выше самых мощных коллайдеров, не говоря уже об абсолютных энергиях)
К тому же и «обычная» ЧД (образовавшаяся из звезды) изначально с массой выше этого предела, если достаточно старая(миллиарды лет) и нет «подкормки» падающим в нее веществом за счет излучения Хокинга может постепенно «похудеть» до массы ниже этого предела.
Это не говоря о том, что мы вообще мало что знаем о подобных экстремальных состояниях материи и могут быть другие еще не открытые пути образования ЧД. Например(он пока вирутальный) о темной материи вообще почти ничего не известно о свойствах, в зависимости от того какие они например может существовать сценарий, когда образуется сгусток ТМ(которая сама неизвестно что из себя представляет — от просто еще одного типа крайне слабо взаимодействующих еще не открытых частиц материи, до проявлений других измерений и параллельных вселенных через гравитацию или просто аномалия, свидетельствующая о пределах применимости ОТО), на который «налипает» (стягивается) обычная материя собирающаяся в его центре, где за счет доп. гравитации от ТМ, обычная материя оказывается сжатой компактнее своего радиуса Шварцшильда. После чего из-за какого-то космологического события — допустим близко пролетал другой массивный и компактный объект (типа 2й ЧД или нейтронной звезды) на большой скорости, эта малая ЧД оказывается «выкинута» из сгустка ТМ в котором формировалась и отделена от него. Примеры когда ТМ и обычная материя изначально концентрировавшиеся вместе, оказались разделены уже обнаружены. (пока на мастабах уровня галактики, но меньшие при текущем уровне развития и невозможно обнаружить)
Это в общем-то действительно все гипотетические варианты ЧД, но не противоречащие текущей физике или даже напрямую ей предполагаемые.
Но так и сами «обычные» ЧД тоже ненамного более «материальны» — напрямую их никто не регистрировал и не наблюдал, это вообще невозможно. И их существование лишь предполагается на основе косвенных данных — по грав. влиянию на соседние объекты (если таковые имеются) или по излучению от быстро вращающегося и разогретого вещества вокруг.
В общем если отвлечься от вопроса о том как ЧД образовалась (про что мало что пока известно) ничто не мешает существовать ЧД произвольной массы.Mrrl
20.11.2015 19:59А я всё равно не понимаю, как может образоваться не первичная чёрная дыра. Или как может увеличиться масса первичной.
Ведь на горизонте событий (если он каким-то образом образовался) время не идёт. И ни одна частица за конечное время его достигнуть не может. Максимум, что можно получить — первичную ЧД с налипшей на неё обычной материей, которая стремится достигнуть горизонта событий, но не может. Зато эта материя может испускать фотоны (с очень большим красным смещением). Так что ЧД, на которую падает, например, звезда, должна быть видна, причём сколь угодно долго?
Где ошибка?tajimura
20.11.2015 23:49На горизонте событий время не идёт с точки зрения меня, который наблюдает со стороны. А с точки зрения Васи Пупкина, падающего в ЧД оно идёт и на горизонте, и под ним.
Mrrl
21.11.2015 00:18Да, Васе Пупкину покажется, что он пролетел сквозь горизонт. Но я буду видеть его вечно приплюснутым к горизонту. Это если горизонт уже есть. А если нет — то через какое-то время (чем дальше, тем позже) он разобьётся об поверхность недо-ЧД. Даже если у нас есть бесконечный запас Пупкиных, и мы будем обстреливать ими этот объект, то каждый из них будет лететь до него всё дольше и дольше… Картина становится понятнее :)
tajimura
21.11.2015 00:21Кстати, насчёт «разобьётся». Расчёты говорят, что с нашей точки зрения Вася Пупкин таки превратится полностью в излучение, изрешечённый бешеным карнавалом виртуальных пар частиц-античастиц у горизонта.
Mad__Max
21.11.2015 02:06Ну это лучше у специалиста хорошо разбирающегося в ОТО спросить, как это парадокс правильно разрешается.
Или вообще никак не разрешается и это уже предел, за которым ОТО не применима (так же как например нельзя за точку отсчета для расчетов в рамках ОТО брать систему двигающуюся со скоростью света — например привязать ее к летящему фотону. Все расчеты в этом случае «рушатся»)
Я могу предложить лишь такую трактовку:
— согласно ОТО, даже с точки зрения внешнего наблюдателя (нас) объект падающий в ЧД может приближаться как угодно близко к горизонту событий, время замедляется но полностью остановится только в момент пересечения, а до этого движение все же возможно
— радиус ЧД(радиус Шварцшильда) напрямую зависит от ее массы
— любой объект падающий на ЧД увеличивает ее общую массу и гравитационное поле, даже если он еще НЕ пересек горизонт событий а лишь приближается к нему (хотя это утверждение не совсем верно, если под ЧД понимать строго только то, что находится ПОД горизонтом событий. Но это для зануд — пусть тогда рассматривают гравитационную систему из самой ЧД и тонкой «пленки» вещества размазанного по ее горизонту)
— слегка увеличившийся радиус приводит к тому, что вещество находившиеся достаточно близко к горизонту событий оказывается уже ЗА ним. И при этом не совершив движения в обычном его понимании (как материального объекта механически движущегося в пространстве). Сама эта граница не какой-то материальный объект, а математическая абстракция поэтому может быть сколь угодно тонкой и для поглощения вещества (пересечения им горизонта событий) достаточно буквально атомарных его смещений на встречу.
Так же еще существует гипотеза о том, что ЧД могут вращаться (и по-идее даже не просто могут, а должны вращаться иначе как понимаю будет нарушен закон сохранения импульса — импульс поглощаемого вещества будет исчезать). А вращающаяся ЧД уже не является идеальной гладкой сферой, появляются отклонения в геометрии от сферы и «неровности» поверхности, которые при вращении ЧД уже могут поглощать достаточно приблизившиеся вещество. По той же схеме — не вещество двигаясь в пространстве пересекает горизонт событий, а сам горизонт набегает на вещество.
HomoLuden
24.11.2015 11:35— любой объект падающий на ЧД увеличивает ее общую массу и гравитационное поле, даже если он еще НЕ пересек горизонт событий а лишь приближается к нему (хотя это утверждение не совсем верно, если под ЧД понимать строго только то, что находится ПОД горизонтом событий.
В моем представлении гравитация (сила притяжения двух объектов друг к другу) есть сумма элементарных сил притяжения всех частиц друг к другу. Для меня система вида «ядро (первичная ЧД) + Оболочка (Горизонт Событий)» эквивалентна просто ЧД с суммарной массой. Даже более того, я так понимаю в процессе поиска / подтверждения ЧД рассматривают само предполагаемое месторасположение ЧД + окрестное вещество. Стало быть вещество в определенной окретсности Горизонта Событий уже можно считать частью ЧД (в первом приближении) в виду компактности и огромной массивности всей системы.
Подобно нашей планете, атмосферу которой считают частью планеты.
0xd34df00d
23.11.2015 19:08К тому же и «обычная» ЧД (образовавшаяся из звезды) изначально с массой выше этого предела, если достаточно старая(миллиарды лет) и нет «подкормки» падающим в нее веществом за счет излучения Хокинга может постепенно «похудеть» до массы ниже этого предела.
Так быстро испаряются только микроскопические чёрные дыры, испарение уже ЧД с массой, сравнимой с солнечной, будет занимать сильно-сильно-сильно больше возраста Вселенной.
Зависимость от массы там кубическая, причём, поэтому худеть, условно, с полутора солнечных до одной солнечной массы ЧД тоже будет очень долго.
Mad__Max
21.11.2015 02:24Еще в тему.
Для образования нейтронных звезд из обычных, тоже существует аналогичный предел называемый Предел Чандрасекара и численно равный 1.44 солнечной массы
Причем определен он намного точнее и надежнее чем оценки предела Оппенгеймера—Волкова
Однако это никак не мешает существованию нейтронных звезд с массой меньше предела Чандрасекара. Включая например такие любопытные объекты так же тесно связанные с изучением грав. волн: www.astronet.ru/db/msg/1196066
Масса нейтронной звезды A, MA = 1.337(5) Mo
Масса нейтронной звезды B, MB = 1.250(5) Mo
FransuaMaryDelone
20.11.2015 06:58а антигравитацию теперь придумают?
Yoto
20.11.2015 10:38Вы изобрели темную энергию
FransuaMaryDelone
25.11.2015 07:38но я хочу антигравитацию, у волн же не только «плюс», но и «минус» бывает. Телепортацию ведь придумали.
dMac
20.11.2015 10:56>>Если будет спрос на это дело
Опрос добавьте, с удовольствием проголосую «за», и думаю, не я один.
ZZZ_Sochi
20.11.2015 11:02Прямо-таки чувствуешь себя частью чего-то полезного… У меня аймак иногда занимается Einstein@Home в BOINC и как раз данные с LIGO обрабатывает.
P.S. Для простых смертных есть прекрасная статья на D3. Гууглите.
engine9
20.11.2015 13:24Будьте любезны, скиньте ссылку.
Alkop
20.11.2015 13:57Тоже стало оч интересно — тут же нагуглил и установил — теперь тоже компьютер не простаивает просто так :)
einstein.phys.uwm.eduMad__Max
20.11.2015 18:26Компам вообще не стоит простаивать просто так, на них много чего полезного посчитать можно:
geektimes.ru/post/249348
geektimes.ru/post/265706
geektimes.ru/post/265706/#comment_8874794
И это только примеры.
P.S.
конкретно в Einstein@Home сейчас грав. волн поиск не идет. Там ищут пульсары (разновидность нейтронных звезд) в данных радиотелескопов и орбитального гамма-телескопа.
Но вообще основная цель действительно поиск грав. волн, просто сейчас пауза была в связи с модернизацией LIGO, скоро должны новые экспериментальные данные от них получить и возобновить работу.
Если эти предварительные данные про которые речь в статье не ошибка, тогда Einstein@Home обязательно найдет и другие источники грав. волн, т.к. у него чувствительность для циклических источников(типа врающихся бинарных систем с черными дырами и нейтронными звездами) выше. Данные(экспериментальные) то у него те же самые используется, но за счет сложной математической и статистической обработки (для чего и нужная огромная распределенная вычислительная сеть) вероятность выловить сигнал и отделить его от фонового шума в разы выше.
На примере поиска пульсаров проект это уже доказал — он находил множество новых пульсаров(позже подтвержденных прямыми наблюдениями) работая с данными, которые уже были многократно проверены и всячески проанализированы разными учеными и лабораториями и считалось что все что можно из них уже извлекли. Но Einstein@Home «выжимал» из них новые открытия.
nadenok
20.11.2015 12:49Частота волн 125 Гц.
А поясните плз, что это может означать? Неужели это частота, с которой упомянутые черные дыры вращаются друг относительно друга?SelenIT2
20.11.2015 13:16Почему бы нет? Объекты компактные (десятки километров!), орбиты могут быть очень тесными, а орбитальные скорости огромными…
tajimura
20.11.2015 13:24Это частота, с которой «меняется геометрия», с частотой вращения системы она не совпадает. Если отвечать более технически, гравизлучение квадрупольное, а не дипольное, из-за этого там всякие хитрые переходы появляются.
Как вам уже ответили, частоты такого порядка естественны для тесных систем компактных объектов.Mad__Max
21.11.2015 01:21Все равно это слишком большая частота для орбитального вращения, если только это не система «пойманная» на самом последнем этапе свой жизни (перед слиянием в одну общую черную дыру).
Такая скорость более характерна для скоростей собственного (вокруг оси) вращения например пульсаров. Да и то даже по их меркам это весьма быстрый и редкий случай.
Хотя с учетом огромного расстояния на котором излучаемые ими грав. волны обнаружили (если указанная число в 15 МегаПарсек верно), и того, что при этом те же самые детекторы до сих пор «не видят» тесные двойные системы нейтронных звезд и ЧД на расстояниях «всего» сотни-тысячи парке в нашей собственной галактике, которые у нас тоже точно есть(несколько уже даже обнаружено обычными методами), то это может быть как раз 1й случай — финального этапа перед слиянием.
Тогда будет совсем круто: насколько понимаю из ОТО следует, что такая система будет терять энергию и усиливать излучение грав. волн по экспоненте и сольется уже в обозримом (даже по человеческим меркам) будущем. Все это время грав. волны исходящие от нее будут постоянно усиливаться, а закончится все замечательным «бабахом» за которым будут следить не только через грав. волны но и все обычные обсерватории (гамма, рентген, видимый) и это может привести к куче других открытий. Как то например прямая экспериментальная проверка равенства скорости грав. волн и скорости света. Или установление природы гигантских гамма-всплесков (не сливающиеся ли ЧД и нейтронные звезды их производят?), которые уже неоднократно фиксировались в космосе но не могли определить их источник.Aclz
21.11.2015 13:59Как то например прямая экспериментальная проверка равенства скорости грав. волн и скорости света.
Что мешает то же самое проделать, скажем, измеряя гравитационные возмущения от движения Луны по небосводу?
MaximChistov
а можно для простых смертных, что это меняет?)
tajimura
Это было одним из самых неуловимых эффектов, предсказанных общей теорией относительности (где-то тут на гиктаймс есть статья «учёные не обнаружили гравитационные волны за 11 лет»), и то, что их наконец-то «наблюли», простите за неологизм, является просто-таки гигантским плюсом в копилку ОТО.
a_batyr
А я всё жду когда же NASA запустит летающую микроволновку в космос, а тут, внезапно, гравиволны.
V_oron
tajimura, кто сказал, что уже «наблюли»? Пока нет статьи — не обнаружили. И вообще, подобные пуличные «инсайдерские информации» могут сильно подпортить репутацию коллаборации. Вот, Вы говорите о первом прямом детектировании. А что, есть неразоблаченные косвенные? На сколько я знаю, пока грав. волны ни прямо, ни косвенно не обнаружили. Все предыдущие сообщения были ошибками. В частности поэтому в LIGO процедура анализа кандидатов обнаружения скрыта от посторонних несколько месяцев.
Думаю, будет полезно отметить, что в LIGO есть и система blind injection. Грубо говоря, чиновник, который курирует выделение на проект государственных денег, может иногда (редко) нажимать на кнопку у себя в кабинете. И по этому нажатию система эмулирует на обсерватории гравитационно-волновой сигнал. Коллаборация должна его не проморгать, обработать и подготовить статью. А потом вскрывают конверт, в котором чиновник пишет, когда он на кнопку нажимал. Поэтому в подобных случаях в коллаборационной рассылке пишут жирным шрифтом:
И еще раз подчеркну, пока нет официальной публикации — нет никого обнаружения гравитационных волн. Проектирвоание, строительство и настройка гравитационных антенн — невероятно сложный и дорогой процесс. Но и обработка сырых данных с прибора отнюдь не простая задача. Она требует очень много времени и труда ученых. И вполне может оказаться, что не сигнал поймали, а просто какой-то шум не отсекли.
V_oron
Забыл прикрепить хорошо известную, но уместную иллюстрацию:
tajimura
Официальная публикация появится в январе. Градус ажиотажа всё растёт, сегодня появились новые подробности, ситуация почти комичная. И в LIGO и в VIRGO было строгое указание «пока молчите, в январе опубликуемся». Все действительно молчат, но из итальянцев кто-то таки не вытерпел и в тот же день стал названивать коллегам по другим коллаборациям. Кстати, моё предположение о личности «источника» оказалось неверным, пост подредактирую.
Psychopompe
Как показывает опыт, и официальная информация в виде публикации не всегда верна. Так что лучше пользоваться всем, что есть. И смотреть со скепсисом на любую информацию.
Mad__Max
Косвенно же уже не раз наблюдали — через потери энергии сверхплотных систем (типа 2 нейтронных звезды или нейтронная звезда и черная дыра) совпадающие с предсказаниями ОТО в плане излучения грав. волн такими системами (которые и вызывают «аномальную» потерю энергии, которой не должно быть в отсутствии грав. волн)
Насколько знаю никто их не опровергал и ошибок не нашел. Все ждут только именно прямого их обнаружения, а по поводу косвенных вопрос уже не стоит.
entw
Не надо грязи! Косвенных наблюдений сколько угодно. Даже в реликтовом излучении их следы есть.
valemak
Если бы это было правдой, то позволило бы немного приблизиться к пониманию, что такое гравитация.
BalinTomsk
Это значит скоро научатся делать гравицапы.