После 15 лет наблюдения за 68 объектами, известными как миллисекундные пульсары, мы обнаружили фоновый сигнал гравитационных волн во Вселенной!
Со всех концов Вселенной планеты, звёзды, остатки звёзд и другие массивные объекты вступают в сложный, но по своей сути нестабильный гравитационный танец. Каждая масса искривляет ткань пространства-времени в своей окрестности, а все остальные массы движутся по траектории, определяемой этим искривлённым пространством-временем. Но этот простой акт — движение одной массы через пространство, искривлённое другой массой, — по своей сути нестабилен, поскольку гравитирующие массы, движущиеся через гравитационное поле, сами испускают гравитационное излучение или гравитационные волны.
В течение 100 лет после создания общей теории относительности эти гравитационные волны оставались незамеченными, пока научная коллаборация LIGO не обнаружила их исходящими от чёрных дыр малой массы (несколько сотен солнечных масс или меньше) на последних стадиях их инспирации и слияния. За время, прошедшее с момента первого обнаружения в 2015 году, было обнаружено ещё около 100 сигналов гравитационных волн, но все они находились на тех же конечных стадиях падения друг на друга по спирали и слияния.
Впервые новый класс сигналов гравитационных волн был замечен совершенно иным способом: учёные следили за работой самых точных природных часов во Вселенной — миллисекундных пульсаров. В серии работ NANOGrav коллаборация представляет убедительные доказательства существования детектируемого гравитационного волнового фона на временных масштабах, в ~10 миллиардов раз превышающих возможности LIGO. Это первое прямое обнаружение такого космического гравитационно-волнового фона, и следующие шаги будут ещё более захватывающими.
Прежде всего, невозможно переоценить, какой это огромный успех — увидеть эти гравитационные волны. Одним из замечательных предсказаний общей теории относительности было то, что, в отличие от ньютоновской гравитации, гравитационно связанные системы не могут быть стабильными вечно. Согласно законам Ньютона, если вы выведете две любые массы во Вселенной на орбиту вокруг друг друга, каждая из них будет иметь форму замкнутого эллипса, возвращаясь в одну и ту же точку снова и снова с каждой орбитой, причём эта орбита никогда не распадается, а остаётся вечно стабильной.
В общей теории относительности всё не так. Согласно теории гравитации Эйнштейна, любые две массы, вращающиеся друг вокруг друга, не могут делать это вечно, поскольку искривление пространства-времени категорически запрещает это. Эти массы будут излучать энергию в виде гравитационных волн, из-за этого постепенно сближаясь по мере затухания их орбит. В конце концов, если подождать достаточно долго, эти массы будут сближаться друг с другом, переходить на более узкие орбиты, где они будут двигаться ещё быстрее, излучать гравитационные волны всё более высокой частоты (с более коротким периодом) и большей амплитуды, и так далее, и так далее, пока в конце концов не сольются воедино.
Во Вселенной Эйнштейна, которая, насколько мы можем судить, является наилучшим описанием нашей Вселенной, каждая система нестабильна подобным образом. Даже если бы Солнце и Земля жили вечно, находясь в точно таком же состоянии, как сегодня, Земля и Солнце сблизились и слились бы через ~1026 лет.
Намёки на то, что такой тип орбитального распада и неизбежно связанное с ним излучение гравитационных волн происходят, появились ещё до того, как мы измерили первые гравитационные волны напрямую. Эти намёки исходили от типа объектов, известных как миллисекундные пульсары — самые точные природные часы во Вселенной. Пульсар — это нейтронная звезда с невероятно сильным магнитным полем: в миллиарды и квадриллионы раз более мощным на поверхности нейтронной звезды, чем магнитное поле здесь, на поверхности нашей планеты. У пульсаров есть и ось вращения, и смещённая магнитная ось, поэтому каждый раз, вращаясь вокруг своей оси, они «излучают» короткий всплеск света на каждый объект, который случайно совпадает с местом, куда направлена их магнитная ось.
Не каждая нейтронная звезда является пульсаром, но мы пока не знаем, потому ли это, что не каждая нейтронная звезда пульсирует, или просто потому, что у большинства нейтронных звёзд магнитная ось при вращении не направлена на нас. Из наблюдаемых пульсаров большинство молоды и/или вращаются очень медленно. Но по мере старения они, как известно, раскручиваются, поэтому существует популяция очень старых пульсаров, которые вращаются с периодом 1-10 миллисекунд, пульсируя 100 или более раз каждую секунду. Эти миллисекундные пульсары являются самыми точными природными часами во Вселенной и могут сохранять время с точностью до ~1 микросекунды на протяжении десятилетий.
Во второй половине XX века мы обнаружили первую бинарную пульсарную систему: пульсар вращается вокруг другого объекта звёздной массы. И вот, орбита пульсара, судя по времени его импульсов, оказалась затухающей, что в точности соответствовало предсказаниям Общей теории относительности.
Поскольку (гравитационная потенциальная) энергия терялась по мере распада орбиты, что-то должно было уносить эту энергию, и гравитационные волны были единственным вариантом. Это было одним из основных мотивов для создания наземных детекторов гравитационных волн, таких как LIGO и Virgo, для непосредственного обнаружения финальных стадий этих инспираций и слияний. С 2015 года — когда было произведено первое реальное обнаружение — и до настоящего времени это был единственный метод, который когда-либо использовался для успешного прямого наблюдения этих гравитационных волн.
Гравитационные волны излучаются всеми орбитальными объектами по всей Вселенной, причём узкие орбиты создают высокочастотные (короткопериодные) гравитационные волны, а более широкие орбиты — низкочастотные (длиннопериодные) гравитационные волны. В то время как LIGO использует лазерные лучи длиной в несколько километров и чувствителен к гравитационным волнам с периодами в доли секунды, другие команды охотников за гравитационными волнами используют известные миллисекундные пульсары со всего Млечного Пути, разделённые тысячами световых лет. Наблюдая их все вместе и обращая внимание на разницу во времени между парами пульсаров, они могут измерить гравитационные волны с периодами в годы или даже десятилетия. После кропотливой 15-летней работы коллаборация NANOGrav наконец собрала достаточно данных о миллисекундных пульсарах, чтобы сделать вывод: само космическое время полно ряби от этих гравитационных волн, и мы с уверенностью видим их впервые.
Большинство из нас, когда представляют себе пространство, скорее всего, делают это так, как это делал Ньютон: как некую трёхмерную сетку. Когда на сцену вышла общая теория относительности Эйнштейна, его теория показала три недостатка ньютоновской картины, хотя сначала были осознаны только первые два.
Рассматривать пространство как трёхмерную систему с набором координат, расположенных поверх неё, было удобно, но выбор координат произволен, и каждый наблюдатель, находящийся в уникальном месте нашего четырёхмерного пространства-времени и уникальным образом движущийся в этом пространстве, будет воспринимать его по-разному. Не существует «абсолютных» координат, которые были бы лучше или хуже, чем любой другой набор координат; все они относительны для каждого конкретного наблюдателя, включая то, где он находится и как движется.
Сама структура пространства не является плоской, решётчатой и декартовой, как это представлял себе Ньютон. Вместо этого пространство искривлено и может «втекать» в области Вселенной или «вытекать» из них в зависимости от того, расширяется или сжимается эта часть Вселенной. Как однажды выразился один из величайших умов XX века в области общей теории относительности Джон Уилер, «пространство-время говорит материи [и энергии], как двигаться, а материя [и энергия], в свою очередь, говорит пространству-времени, как искривляться».
И на это искривлённое пространство-время с уникальной структурой относительно каждого наблюдателя накладывается полный набор всех гравитационных волн, распространяющихся через пространство-время со скоростью света: со всех направлений. Находиться в точке пространства-времени — всё равно что находиться на поверхности нестабильного океана, поскольку вы ощущаете совокупный эффект всех волн, генерируемых всеми источниками океана одновременно. Только вот в пространстве-времени эти волны генерирует космический океан, а также все формы материи и энергии в пределах нашей видимой Вселенной.
На всех частотах в нашей Вселенной ощущается «гул», создаваемый всеми гравитационными волнами вместе взятыми. Иногда, на последних стадиях падения тел друг на друга или слияния, один конкретный голос гравитационной волны — от бинарной системы из двух масс — выделяется над фоновым хором, крича с нарастающим тоном и достигая кульминации в какофоническом «стрекоте», — это именно то, что земные гравитационно-волновые обсерватории, такие как LIGO, улавливают в случае измерений чёрных дыр звёздной массы и нейтронных звёзд, и что космический аппарат LISA (Laser Interferometer Space Antenna) будет наблюдать у сверхмассивных чёрных дыр, поглощающих другие достаточно массивные тела.
Но этот «фоновый гул» присутствует на всех частотах и, что важно, создаётся всеми массами, вращающимися друг вокруг друга во Вселенной. Это справедливо для:
планет, вращающихся вокруг звёзд,
звёзд, входящих в многозвёздные системы,
звёздных остатков и их систем,
звёзд и звёздных остатков, движущихся внутри галактик,
галактик, которые сливаются вместе,
и сверхмассивных чёрных дыр вместе со всем, что вращается вокруг них.
Основываясь на наилучшем современном понимании нашей Вселенной, мы можем смоделировать и рассчитать ожидаемую величину гравитационно-волнового фона на всех частотах. Если мы когда-нибудь достигнем соответствующего уровня чувствительности, то на любой частоте мы сможем обнаружить существование этого фона. А если мы сможем добиться ещё большей чувствительности, то сможем выяснить природу сигналов, вносящих вклад в этот фон, и определить, что на самом деле создаёт эти гравитационные волны, пронизывающие наш космос.
Такова главная новость, объявленная коллаборацией NANOGrav, которая обобщает данные о времени пульсаров, наблюдаемых по всей Северной Америке. (Существуют и другие массивы пульсаров, включая европейский EPTA, индийский InPTA, китайский CPTA, австралийский Parkes Pulsar Timing Array и международный проект IPTA, стремящийся синтезировать их все). За последние 15 лет в NANOGrav:
увеличили количество наблюдаемых пульсаров с первоначальных 14 до 68 сегодня и более 80 в будущем,
увеличилось количество телескопов и массивов телескопов, наблюдающих эти пульсары (за исключением недавно разрушившейся обсерватории Аресибо),
увеличились типы частотных диапазонов, в которых можно наблюдать каждый отдельный пульсар (от минимального 327 МГц до максимального 3,0 ГГц),
увеличили базовое время наблюдения этих пульсаров (только что опубликован набор данных за 15 лет),
и, как результат всего этого, увеличение отношения сигнал/шум их данных в попытке обнаружить этот фоновый гул.
Наконец-то впервые им это удалось. У них достаточно высококачественных данных, чтобы увидеть веские доказательства существования этого фонового гула, который (согласно теории) должен возникать на этих частотах в основном от пар сверхмассивных чёрных дыр, обнаруженных в центрах галактик, образовавшихся после слияния.
При этом они не рассматривали абсолютные временные измерения каждого из этих пульсаров в отдельности, а коррелировали временные данные всех пар пульсаров (то есть рассматривали все возможные комбинации временных вариаций между двумя пульсарами вместе) и смотрели, как меняются их сигналы: в фазе или вне фазы, с положительной или отрицательной корреляцией, частотно-зависимым или частотно-независимым образом и т. д.
Различные сигналы должны генерировать различные типы корреляций, поэтому сотрудники NANOGrav проверили то, что они видят (а это, судя по данным, «не просто шум»), на соответствие различным наборам предсказаний.
Они не видят доказательств того, что эти гравитационные волны были порождены инфляцией в начале ранней Вселенной, и это хорошо, потому что если бы сигналы от этих гравитационных волн были настолько велики, что проявлялись при таких чувствительностях, это поставило бы под сомнение всё, что мы думаем, что знаем о происхождении Вселенной.
Они не видят никаких доказательств экзотической физики: причудливых фазовых переходов, первозданных чёрных дыр или космологических дефектов среди них.
Они также не видят доказательств «стрекотания», которое могло бы возникнуть при слиянии сверхмассивных (возможно, даже слишком массивных для объяснения традиционной физикой) чёрных дыр.
Но даже несмотря на то, что пока нет достаточного сигнала, чтобы определить, что это за гравитационные волны, мы кое-что видим, и, похоже, этот сигнал наиболее соответствует тому, который ожидали теоретики: сигнал двойных сверхмассивных чёрных дыр.
Причина, по которой данные указывают на двойные сверхмассивные чёрные дыры как на наиболее вероятное объяснение, проста: из-за того, как галактики собрались в скопления, мы ожидаем, что увидим разные сигналы, приходящие с разных направлений. Поэтому если существует связь между корреляциями любых двух пульсаров и углами, под которыми относительно нашего положения эти два пульсара находятся на небе, это будет свидетельствовать в пользу интерпретации данных о сверхмассивных чёрных дырах. Такие свидетельства существуют, но пока не настолько значительны, чтобы утверждать о каком-то «открытии».
Это означает, что мы должны учитывать неприятную вероятность того, что этот сигнал окажется случайностью. Он ещё не достиг «золотого стандарта» открытий в физике и астрофизике — порога значимости в 5 сигм; он всего лишь около 4 сигм. Существует вероятность 1 к 10 000, что сигнал NANOGrav — это статистическая аномалия, и что существует какой-то другой артефакт, генерирующий негравитационные волны, который вызывает это появление. Но NANOGrav — не единственная коллаборация, которая заметила нечто, наводящее на размышления.
Китайская система синхронизации пульсаров (CPTA) объявила об обнаружении гравитационного волнового фона со значением 4,6 сигма, хотя её основным ограничением является то, что у них есть данные только за 3 года.
Индийская система синхронизации пульсаров (Indian Pulsar Timing Array, InPTA) обнаружила нечто, соответствующее гравитационно-волновому фону «гула» Вселенной, но только с уровнем значимости 3 сигмы.
Австралийская система Parkes Pulsar Timing Array не может ни подтвердить, ни опровергнуть существование такого сигнала, поскольку видит лишь слабые (2 сигмы) свидетельства его наличия.
Но Международная система синхронизации пульсаров в ближайшие 1-2 года надеется объединить все наблюдения, полученные в ходе различных коллабораций. Когда это произойдёт, мы как раз сможем преодолеть тот самый порог обнаружения в 5 сигм с имеющимися у нас данными.
Однако пусть всё это не мешает вам оценить, насколько значим этот момент для истории науки.
Мы обнаружили существование гравитационного волнового фона Вселенной! Даже если нам ещё предстоит охарактеризовать его природу, просто увидеть, что «он есть», — это потрясающее достижение.
Мы находимся на пути к определению его характеристик, и когда мы сможем это сделать, у нас будет второй в истории метод прямого обнаружения гравитационных волн после метода наземного лазерного интерферометра LIGO/Virgo.
И просто более точное измерение пульсаров, с точки зрения большего количества антенн для наблюдения за пульсарами и глобального охвата этих пульсаров, позволит нам достичь этих целей.
Но это достижение — также очень веский научный аргумент в пользу того, чтобы сделать больше: построить более крупные и более чувствительные радиотелескопы. С крахом Аресибо и старением Очень Большого массива научные аргументы в пользу строительства ngVLA — Очень Большого массива следующего поколения — стали просто непреодолимыми. В своём десятилетнем обзоре 2020 года Национальная академия наук США назвала его главным приоритетом для радиоастрономии, и его строительство в соответствии с проектом откроет новую эру открытий в физике гравитационных волн.
Всё космическое пространство действительно пульсирует от совместного воздействия всех существующих гравитационных волн. Впервые мы не только можем быть уверены, что видели их, но и находимся на пороге понимания того, откуда они берутся.
Комментарии (58)
AlterMax
30.11.2023 23:57Эти массы будут излучать энергию в виде гравитационных волн, из-за этого постепенно сближаясь по мере затухания их орбит.
Это можно понимать как "гравитационное испарение"?
т.е. любой объект теряет часть своей массы таким образом постоянно и в принципе может просто исчезнуть?
mayorovp
30.11.2023 23:57+5Теряется не масса, а энергия орбитального движения.
Масса покоя при этом не меняется,
AlterMax
30.11.2023 23:57Спасибо, так понятнее. Получается, что статичный объект не будет "излучать энергию в виде гравитационных волн "
Wizard_of_light
30.11.2023 23:57Движущийся равномерно и прямолинейно тоже. Гравитационные волны излучаются только при ускорении.
bbs12
30.11.2023 23:57Молекулы и атомы при тепловом движении, когда они сталкиваются друг с другом, постоянно ускоряются и тормозятся. Выходит все объекты, жидкости и газы должны слегка излучать гравитацию и охлаждаться из-за этого.
Radisto
30.11.2023 23:57+7Квантовой теории гравитации нет, так что неясно, как ведет себя гравитация на таких масштабах. Классическая электродинамика тоже должна была приводить к "ультрафиолетовой катастрофе", но электрон в масштабах атома, как мы теперь знаем, ведёт себя не вполне классически. Возможно, с гравитацией тоже есть нюансы, кто знает
ksbes
30.11.2023 23:57Причём если выясниться, что гравитация как-то квантово влияет на квантовые системы (а не просто через замедление времени), то все эти эксперименты атомными часами, подтверждающие ОТО предётся пересмотреть, чтобы этот эффект учесть.
vanxant
30.11.2023 23:57+1... только при равномерном ускорении (ненулевой третьей производной координаты)
Fell-x27
30.11.2023 23:57Я где-то когда-то читал, что затухание орбит связано с тем фактом, что космос - не пустой, а лишь очень разреженный. Не вакуум. Квазивакуум. Небесные тела тратят энергию на взаимодействие с космической пылью, метеоритами, молекулами разных веществ(в основном водород и гелий), выбрасываемыми звездами и так далее.
Если кажется, что это мелочи, можно поискать инфу о том, как МКС, проходя по теневой стороне Земли, поворачивает солнечные панели так, чтобы как можно меньше "парусить". Хотя она и за пределами атмосферы Земли, молекул газов, которые можно встретить, и которые отнимают энергию, там достаточно, чтобы такая мера поспособствовала сокращению числа корректировок орбиты. Сокращению, а не избавлению. Даже при минимальном профиле, МКС все равно тормозится ими.
Каждый метеорит, залетающий в атмосферу Земли, влияет на ее орбиту. Еств, это влияние ничтожно, но когда речь идёт о 10^26 лет...
А сейчас, оказывается, что даже будь космос идеально пустым, все равно не прокатило бы :(
Vassilij
30.11.2023 23:57Действительно, не прокатило бы. Нашёл в Википедии про Эффект Пионера https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_«Пионера». Говорят на тот момент о неизвестной силе или тепловом излучении, но без чёткого подтверждения верности. Спустя полвека «Пионер-10» не совсем там, где теоретически должен быть. Может и разреженное вещество, а может и правда гравитационные волны... Интересно подумать на досуге.
Fell-x27
30.11.2023 23:57Ну разреженное вещество влияет 100%, это обычная физика. Каждая молекула водорода, ударяясь о корпус, отнимает\добавляет энергию, влияя на траекторию. Ничтожно в штучном масштабе, но с накопительным эффектом во времени. Гравитационные волны - уже не обычная физика и там остается только верить формулам и ждать, когда практические эксперименты их догонят.
Но, так или иначе, я не думаю, что тут вопрос "или/или", потому что одно другому никак не мешает.
bbon
30.11.2023 23:57+3Тсс-с, вы сейчас всю современную науку поломаете своими вопросами.
Впрочем, все цифры вроде как известны: плотность межзвёздной среды 10^-21 кг/м^3. В окрестностях Земли значительно выше, ну да ладно.. Простой расчёт показывает, что каждую секунду наша планета ловит "в лоб" 10 г массы на скорости 30 км/c, соответственно весь орбитальный импульс будет потерян максимум за 10^19 лет. Что конечно тоже безумное время, но всё-таки в 100 млн раз быстрее, чем через мифическое гравитационное излучение.
Поэтому, совсем непонятно, какую именно причину замедления астрономы поймали. Ну я тут это, по-простому, по-деревенски рассуждаю..
lazer1064
30.11.2023 23:57нет, масса покоя ЧД при излучении гравволн тоже меняется. Масса покоя ЧД не то же самое, что масса покоя обычного объекта. Понятно, что речь про истинную сингулярность, если она реально существует.
NAGIBATOR-1999
30.11.2023 23:57Да, при излучении гравитационных волн (как и любых других) часть массы уносится в виде энергии.
iminfinitylol
30.11.2023 23:57+1некогда не понимал "время" в формате его понимания в "современной науки" времени нет, это просто изменение состояние вещества, интерпретируемое человеком через возможности мозга и способность предугадывания событий
я считаю что это действительно фундаментальная проблема, необходимо переосмыслить понятие времениFell-x27
30.11.2023 23:57+1Атомные часы пришли нам на помощь в этом. Интерпретация человеком через предугадывание больше не нужна, достаточно быть наблюдателем.
iminfinitylol
30.11.2023 23:57+1дык как они помогут если они один фиг измеряют в рамках идеи времени
BugM
30.11.2023 23:57Они считают конкретные физические явления. Эти явления просто есть и не зависят от наблюдателя. Можно все мерять в колебаниях атома цезия, но это неудобно. Вот и определили секунду как N таких колебаний.
Fell-x27
30.11.2023 23:57+1Они не измеряют вообще ничего. Они буквально являются его физическим воплощением в некотором роде. Это ИХ измеряют, чтобы понять, сколько времени прошло.
SergeyMax
30.11.2023 23:57+7необходимо переосмыслить понятие времени
Если у вас нет времени, то и на переосмысление времени нет.
iminfinitylol
30.11.2023 23:57не ну если мыслить так называемым "человеческим шовинизмом то да" но надо что иное определить ведь время действительно не является валидным свойством пространства, у него нету признаков свойства
SergeyMax
30.11.2023 23:57+1На самом деле вы изначально должны задаваться вопросом "а есть ли у свойства признаки", и вот когда вы победите своего внутреннего шовиниста, и преодолеете мысленное пространство между валидностью и временем, вот тогда уже будет смысл определять определения и валидировать свойственности.
ss-nopol
30.11.2023 23:57Рассматривать пространство как трёхмерную систему с набором координат,
расположенных поверх неё, было удобно, но выбор координат произволен, и
каждый наблюдатель, находящийся в уникальном месте нашего четырёхмерного
пространства-времени и уникальным образом движущийся в этом
пространстве, будет воспринимать его по-разному. Не существует
«абсолютных» координат, которые были бы лучше или хуже, чем любой другой
набор координат; все они относительны для каждого конкретного
наблюдателя, включая то, где он находится и как движется.Ну здесь я не могу полностью согласиться. С фиксированной координатой начала отсчёта действительно есть проблема. А вот со скоростью движения нет. Во-первых есть реликтовое излучение и мы можем определить свою скорость относительно него. В движущейся системе с одной стороны это излучение будет "краснее", а с другой "синее". Во-вторых можно привязаться к усреднённому движению звёзд и пыли. Если мы слишком разгонимся в каком-то направлении, то тоже заметим это красно/синее смещение. То есть проблема только с фиксацией начала координат. Движемся мы или нет относительно неподвижной системы отсчёта всегда можно определить.
arheops
30.11.2023 23:57А разве реликтовое излучение имеет выраженное направление?
Нет, оно анизотропно. Но оно приходит со всех направлений, ибо вселенная с момента его возникновения расширилася.
sena
30.11.2023 23:57+2То что мы получаем буквально не анизотропно, оно было бы анизотропно как раз относительно неподвижной Земли. Из-за движения Земли реликтовое излучение синеет с одной стороны и краснеет с другой. Вот в этом статье это упоминается, например https://habr.com/ru/companies/skillfactory/articles/551006/
Мы обнаружили, что Земля движется со скоростью 360 км/с в каком-то определённом направлении плюс-минус около 30 км/ч в зависимости от времени года и направления. Выводы о скорости Земли подтверждены реликтовым излучением, которое в направлении движения планеты проявляется лучше, а в противоположном направлении — ослабевает.
BugM
30.11.2023 23:57-2Во-первых есть реликтовое излучение и мы можем определить свою скорость относительно него
Это была бы нобелевка. Абсолютная система отсчета скоростей и векторов всего во вселенной.
Увы, это так не работает.
sena
30.11.2023 23:57+1Мне было бы приятно получить нобелевку, но я пожалуй откажусь в пользу первооткрывателей. Почитайте про синее и красное смещение реликтового излучения.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Реликтовое_излучение#Дипольная_анизотропия
Этот факт интерпретируется как следствие эффекта Доплера, возникающего при движении Солнца относительно реликтового фона со скоростью примерно 370 км/с в сторону созвездия Льва.
BugM
30.11.2023 23:57-1Есть некоторые проблемы с подтверждением https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abdd40
При подтверждении нобелевку дадут. Готов денег поставить. Абсолютная система отсчета векторов всего это очень круто. Хотя с учетом типичных скоростей доказательств в таких областях это будет через десятилетия.
Если подтвердится это будет означать что где-то в пространстве есть 0. Точка начала координат. Много сильных умов будут эту точку искать. Это может сломать некоторое количество теорий которые сейчас считаются мейнстримом.
ss-nopol
30.11.2023 23:57Есть некоторые проблемы с подтверждением
Это немного о другом. В статье речь об анизотропии самой Вселенной. Найти ноль в этой системе координат было бы круто, но говорить об этом пока ещё мало оснований.
Однако скорость мы можем измерить уже сегодня. В связи с фундаментальной природой реликтового излучения вполне можно называть эту скорость абсолютной. Эта измеренная скорость может быть искажена и неточна, но в каких-то пределах.
Даже если отбросить реликтовое излучение. Посмотрите видео, которое симулирует, что будет, если мы начнём двигаться со скоростью приближающейся к скорости света. Вселенная вокруг нас будет выглядеть сильно по-другому и мы сразу поймём что мы движемся.
Тем не менее, популяризаторы продолжают копировать этот абзац из статьи в статью...
BugM
30.11.2023 23:570 это прямое следствие из возможной анизотропии. Или еще более интересная ситуация если 0 окажется в бесконечности. Это прямо на самом деле интересно и влечет за собой какие-то выводы.
К измерениям абсолютной скорости ровно такие же вопросы. Нужны подтверждения. С ними проблемы. Давайте говорить про общее решение. Абсолютные векторы. Остальное их следствие.
Посмотрите видео, которое симулирует, что будет, если мы начнём двигаться со скоростью приближающейся к скорости света
Скучно.
И еще больше скуки добавляет знание того что не начнем. По крайней мере пока новую физику не изобретем. Формула Циолковского это запрещает. Даже если у нас в роли топлива будет антивещество.
ss-nopol
30.11.2023 23:57К измерениям абсолютной скорости ровно такие же вопросы. Нужны подтверждения
Хорошо, пускай мы не можем доказать что скорость относительно реликтового излучения имеет отношение к абсолютной. Но согласно современным научным взглядам мы можем выделить направление при движении, особенно при движении с высокой скоростью относительно объектов и излучения в нашей Вселенной.
И еще больше скуки добавляет знание того что не начнем
Вполне может быть что и теория относительности не верна. Но на сегодня таково наше видение и статья о нашем сегодняшнем представлении (хотя мы и не можем поставить эксперимент чтобы это проверить). А то что пишет автор статьи противоречит современной науке.
vanxant
30.11.2023 23:57+20 это прямое следствие из возможной анизотропии
Что-то у вас смешались в кучу конелюди.
Никакого отношения к нулю координат анизотропия не имеет.
BugM
30.11.2023 23:57-1Вы в какой-то точке пространства намеряли абсолютный вектор.Логично померить такой же вектор других объектов в других точках подальше и посмотреть что получилось.
Сейчас все движение относительное, при пересчете в абсолютное могут найтись какие-то закономерности.
vanxant
30.11.2023 23:57+1В любой точке пространства вы можете намерять абсолютный вектор на Стрелец А*, или Мекку, или куда вам нравится. И при желании найти какие-то закономерности. Дальше что?
BugM
30.11.2023 23:57Это относительные вектора. Не интересно.
Абсолютный это именно абсолютный. Движение относительно реликтового излучения. Ничего абсолютнее придумать не выходит. Там даже разница в векторах или скоростях может что-то значить.
vanxant
30.11.2023 23:57+1Позвольте-ка, направление на Мекку тоже абсолютное. Находите ближайшую мечеть - она будет построена так, чтобы совершающие намаз смотрели в сторону Мекки. И так повелось со времён, когда не то что смартфонов с GPS - обычных компасов не было.
И с реликтовым излучением, и с Меккой смысл одинаковый: когда-то давно произошло очень важное событие. Но и не более того.
BugM
30.11.2023 23:57-1Что ничего не осталось в принципе тоже может быть. Но проверить явно стоит. Вдруг что-то осталось? Я не готов уверенно говорить что точно не осталось ничего интересного.
Как я вижу возможные результаты измерений:
Шум. Все равномерно, закономерностей или общих направлений статистически достоверно установить не выходит
Все вектора идут из одной точки. После убирания шума конечно. Точка может быть или в наблюдаемом пространстве или в ненаблюдаемом. И то и то интересно.
Это точка расположена в бесконечности. После убирания шума все вектора скорее параллельны.
Вектора идут в одну точку. Аналогично она может быть наблюдаема или ненаблюдаема.
Вы уверены что получится шум. Я не полностью в этом уверен.
vanxant
30.11.2023 23:57Ну да, вы конечно правы в том, что варианты 2-4, реализуйся один из них, были бы бомбой с революционными последствиями. Но никаких намёков, насколько я знаю, пока нет - ни теоретических, ни тем более экспериментальных.
evgenyk
30.11.2023 23:57+2Если подтвердится это будет означать что где-то в пространстве есть 0. Точка начала координат.
Почему это?
Это ничего не означает. Точнее это означает буквально то, что написано, что Земля движется относительно среднего полученного при суммировании векторов скорости вещества, которое было во времена появления реликтового излучения.
Было бы удивительно, если бы:
Не было бы такого среднего. (Это как?) Это вообще невероятно.
Земля имела бы 0-ю скорость относительно этого среднего. Это очень маловероятно.
Guestishe
30.11.2023 23:57Не может ли быть расширение вселенной лишь следитвием грав. волны от некого по настоящему колоссального и медленного процесса?
vanxant
30.11.2023 23:57+3Из наблюдаемых пульсаров большинство молоды и/или вращаются очень медленно. Но по мере старения они, как известно, раскручиваются
У меня случился когнитивный диссонанс. Пульсары по мере старения... раскручиваются? За счёт чего? Откуда берут энергию и момент?... Всегда был уверен, что всё строго наоборот - по мере старения они тормозят, сбрасывая джеты центробежными силами - и момент, доставшийся ещё от материнской звезды, вместе с ними.
Metotron0
30.11.2023 23:57Возможно, они каким-то образом худеют, уменьшая свой радиус, что приводит к ускорению вращения.
adeshere
30.11.2023 23:57@vanxant, разумеется, они замедляются. Причина торможения - излучение магнитного диполя, а также его взаимодействие с внешними полями. Более того, это замедление дает возможность оценить возраст пульсара. В статье, видимо, опечатка. А автор перевода не рискнул это исправить, или хотя бы сделать примечание переводчика.
YHS
30.11.2023 23:57+1Читаешь первое предложение.
Читаешь оригинал, понимаешь что даже близко нет такого там, шикарный перевод
c0r3dump
30.11.2023 23:57Возможна ли, исходя из этого, организация канала передачи информации при помощи модуляции фона гравитационных волн? Ведь это может быть довольно удобно - тратиться придётся только на высокоточные приёмники, осталось придумать как впихнуть туда свой сигнал дёшево. Я, правда, не очень силен в теоретической физике, если в чем не прав - так пусть знающие поправят меня ????♂️????.
vanxant
30.11.2023 23:57Единственный теоретически известный способ как-то влиять на уже существующие грав. волны (и в частности их модулировать) - это поставить на их пути чёрную дыру, которая их засосёт. Ну и потом эту дыру туда-сюда двигать или уменьшать или что вы там с ней умеете делать. Впрочем, все эти действия сами по себе будут генерировать грав волны, и на много порядков сильнее, чем вы там что-то намодулируете.
Ещё момент: диаметр ЧД должен быть не меньше, чем длина волны, или хотя бы треть длины волны, иначе волна, скорее всего, просто не заметит ЧД и пролетит дальше. Если вы хотите модулировать наногерцовые волны, вам потребуется дыра диаметром 10^15...10^17 метров, т.е. от 1 до 100 световых лет. Это как бы "немного", раз в 100..10000, больше, чем у самых больших известных на сегодня ЧД.
В-общем, теоретически может и возможно, но на практике будет непросто.
Да, кстати, излучать гравитационные волны по сравнению с вышеописанным просто как два байта переслать... Например, в космосе можно вырастить кристалл кварца типа тех, которые задают тактовые частоты в компах, только чуть побольше - километров 100 там или лучше 1000. И да, сделать из него тактовый генератор. При подаче питания, кроме электрических импульсов он также будет излучать вполне заметные гравитационные волны.
rombell
30.11.2023 23:57Если вы хотите модулировать наногерцовые волны, вам потребуется дыра диаметром 10^15...10^17 метров
наногерцовая волна имеет длину 10E-9 * 0.3*10E9м= 0.3м
то, что Вы описываете - это гигагерцовая волна
vanxant
30.11.2023 23:57Здесь был другой комментарий, но нет. Длину порядка 0,3 метра будет иметь гигагерцовая волна, а не наногерцовая.
rombell
30.11.2023 23:57Посыпаю голову пеплом. Вы, разумеется, правы.
Для протокола: размерности надо писать. Всего-то тридцать-сорок лет по рукам не били, и вот такой позор...
Правильно будет (хз как тут формулы писать)
длина_волны = скорость/частота
michael_v89
30.11.2023 23:57Каждая масса искривляет ткань пространства-времени в своей окрестности, а все остальные массы движутся по траектории, определяемой этим искривлённым пространством-временем.
Такой вопрос. Если масса просто искривляет пространство, почему тела движутся с ускорением? Они должны двигаться равномерно с изначальной скоростью, просто в сторону от первоначального направления.
Мы подняли камень и держим его неподвижно, в искривленном пространстве он находится неподвижно относительно Земли. Почему если его отпустить он начинает двигаться?
Искривление зависит от массы притягивающего тела. Почему тогда электромагнитная волна, движущаяся вдоль планеты, не движется с таким же искривлением, как падающий на планету метеорит? Их масса значительно меньше массы планеты, и они не должны вносить большой вклад в искривление пространства.
EskakDolar
30.11.2023 23:57-1Интересно, а может вся хаотичная рябь гравитационных волн сложиться в какой то локальный девятый вал как это бывает в наших океанах ?
Metotron0
https://habr.com/ru/news/745198/
Это же было тоже об этом?
bbs12
Эта статья намного более развернутая, а в прошлой скорее просто констатация факта.