14 сентября 2015 года на Землю поступил сигнал, несущий информацию о паре далёких чёрных дыр, которые сблизились по спирали и слились. Сигнал путешествовал около 1,3 миллиарда лет, чтобы достичь нас со скоростью света, но он состоял не из света. Это был сигнал другого рода: колебание пространства-времени, называемое гравитационными волнами, впервые предсказанное Альбертом Эйнштейном за 100 лет до этого. В тот день десять лет назад двойные детекторы Лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (LIGO) впервые непосредственно зарегистрировали гравитационные волны. Коллаборации LIGO и Virgo объявили об этом миру в феврале 2016 года после шести месяцев анализа и проверки.
Это историческое открытие означало, что исследователи теперь могут «ощущать» Вселенную тремя различными способами. Волны света, такие как рентгеновские, оптические, радиоволны и другие длины волн, а также высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами и нейтрино, улавливались и раньше, но впервые учёные стали свидетелями космического события через его гравитационное искажение пространства-времени. За это достижение, впервые задуманное более 40 лет назад, трое основателей LIGO получили Нобелевскую премию по физике 2017 года: Райнер Вайсс из MIT (профессор физики, emeritus, недавно скончавшийся в возрасте 92 лет), Барри Бариш и Кип Торн из Калтеха.
LIGO, состоящая из детекторов в Хэнфорде (Вашингтон) и Ливингстоне (Луизиана), детектор Virgo в Италии и KAGRA в Японии работают согласованно и в настоящее время регулярно наблюдают примерно одно слияние чёрных дыр каждые три дня. Вместе сеть охотников за гравитационными волнами, известная как LVK (LIGO, Virgo, KAGRA), зафиксировала в общей сложности более 300 слияний чёрных дыр, большинство из которых уже подтверждены, а другие ожидают дальнейшего анализа. За время текущего научного сеанса работы сети, четвёртого с момента первого в 2015 году, LVK обнаружила около 230 кандидатов в слияния чёрных дыр, более чем вдвое увеличив количество, зафиксированное за первые три сеанса.
Резкий рост числа открытий LVK за последнее десятилетие обусловлен рядом усовершенствований их детекторов, некоторые из которых включают передовую квантовую прецизионную инженерию. Эти гравитационно-волновые интерферометры остаются безусловно самыми точными измерительными приборами, когда-либо созданными человеком. Искажения пространства-времени, вызываемые гравитационными волнами, невероятно малы. Чтобы их ощутить, LIGO и Virgo должны обнаруживать изменения в пространстве-времени меньше 1/10 000 ширины протона. Это в 700 триллионов раз меньше ширины человеческого волоса.
Самый чёткий сигнал на сегодняшний день
Улучшенная чувствительность инструментов ярко продемонстрирована недавним открытием слияния чёрных дыр, обозначенного как GW250114 (цифры обозначают дату прибытия гравитационно-волнового сигнала на Землю: 14 января 2025 года). Это событие не слишком отличалось от первого в истории обнаружения (названного GW150914) — в обоих событиях участвовали сталкивающиеся чёрные дыры, находящиеся на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от нас, с массами от 30 до 40 солнечных. Но благодаря 10 годам технологических усовершенствований, снизивших инструментальный шум, сигнал GW250114 был значительно чётче.
«Мы можем слышать его громко и чётко, и это позволяет нам проверять фундаментальные законы физики», — говорит Катерина Чатзиоанну, участник команды LIGO, доцент физики в Калтехе и учёный имени Уильяма Х. Хурта, один из ведущих авторов нового исследования GW250114, опубликованного в Physical Review Letters.
Проанализировав частоты гравитационных волн, излучённых при слиянии, команда LVK смогла предоставить лучшее на сегодняшний день наблюдательное подтверждение так называемой теоремы о площади горизонта событий чёрной дыры — идеи, выдвинутой Стивеном Хокингом в 1971 году, которая гласит, что общая площадь поверхности чёрных дыр не может уменьшаться. При слиянии чёрных дыр их массы объединяются, увеличивая площадь поверхности. Но они также теряют энергию в виде гравитационных волн во время этого явления. Кроме того, слияние может привести к увеличению вращения объединённой чёрной дыры, что ведёт к уменьшению её площади. Закон площадей для горизонтов событий чёрных дыр утверждает, что, несмотря на эти конкурирующие факторы, общая площадь поверхности должна увеличиваться.
Позже Хокинг и физик Джейкоб Бекенштейн пришли к выводу, что площадь горизонта событий чёрной дыры пропорциональна её энтропии, или степени беспорядка. Эти выводы проложили путь для последующих передовых работ в области квантовой гравитации, которая пытается объединить два столпа современной физики: общую теорию относительности и квантовую физику.
По сути, обнаружение (выполненное только LIGO, так как Virgo проходил плановое техническое обслуживание, а KAGRA был отключён во время этого конкретного наблюдения) позволило команде «услышать», как две чёрные дыры сливаются в одну, подтвердив теорему Хокинга. Исходные чёрные дыры имели общую площадь поверхности 240 000 квадратных километров (примерно размер Британии), в то время как конечная площадь составила около 400 000 квадратных километров (почти размер Швеции) — явное увеличение. Это второй тест теоремы о площади горизонта событий чёрной дыры; первоначальный тест был проведён в 2021 году с использованием данных от первого сигнала GW150914, но поскольку эти данные были не такими чистыми, результаты имели уровень достоверности 95% по сравнению с 99,999% для новых данных. Кип Торн вспоминает, как Хокинг позвонил ему спросить, сможет ли LIGO проверить его теорему сразу после того, как узнал о регистрации гравитационных волн в 2015 году. Хокинг умер в 2018 году и, к сожалению, не дожил до того, чтобы увидеть, как его теорию подтверждают наблюдения. «Если бы Хокинг был жив, он бы восхищался, видя, как площадь объединённой чёрной дыры увеличивается», — говорит Торн.
Самая сложная часть этого типа анализа была связана с определением конечной площади поверхности чёрной дыры, появившейся в результате слияния. Площади поверхностей горизонтов событий чёрных дыр до слияния можно более легко определить, когда пара вращается по спирали, взволновывая пространство-время и производя гравитационные волны. Но после слияния чёрных дыр сигнал не так однозначен. В течение этой так называемой фазы затухания конечная чёрная дыра вибрирует, как колокол после удара. В новом исследовании учёные смогли точно измерить детали фазы затухания, что позволило им вычислить массу и спин чёрной дыры и, соответственно, определить площадь её поверхности. Точнее, они впервые смогли уверенно выделить два различных моды гравитационных волн в фазе затухания. Моды подобны характерным звукам, которые издаёт колокол при ударе; они имеют несколько схожие частоты, но затухают с разной скоростью, что затрудняет их идентификацию. Улучшенные данные по GW250114 означали, что команда смогла извлечь моды, продемонстрировав, что затухание чёрной дыры произошло именно так, как предсказывают математические модели. Другое исследование LVK, представленное сегодня в Physical Review Letters, устанавливает ограничения на предсказанный третий, более высокий тон в сигнале GW250114 и проводит одни из самых строгих на сегодняшний день проверок точности общей теории относительности в описании сливающихся чёрных дыр.
«Анализ данных о деформации от детекторов для обнаружения транзиентных астрофизических сигналов, рассылка оповещений для запуска последующих наблюдений с телескопов или публикация физических результатов, собирая информацию от сотен событий, — это довольно долгий путь, — добавляет Никола Арно, исследователь CNRS во Франции и координатор Virgo четвёртого научного сеанса. — Создание такой сложной структуры требует множества квалифицированных шагов. Я вижу людей, стоящих за всеми этими данными, в частности тех, кто находится на дежурстве в любое время, наблюдая за нашими инструментами. У LVK есть учёные во всех регионах, преследующие общую цель: буквально, солнце никогда не заходит над нашими коллаборациями!»
Расширение границ
LIGO и Virgo также раскрыли множество секретов нейтронных звёзд за последнее десятилетие. Как и чёрные дыры, нейтронные звёзды образуются при взрывной гибели массивных звёзд, но они весят меньше и излучают свет. Примечательно, что в августе 2017 года LIGO и Virgo стали свидетелями эпического столкновения пары нейтронных звёзд — килоновой — которая разбросала золото и другие тяжёлые элементы по космосу и привлекла внимание десятков телескопов по всему миру, которые уловили свет в диапазоне от высокоэнергетических гамма-лучей до низкоэнергетических радиоволн. Впервые в «многоканальной» астрономии были зафиксированы и свет, и гравитационные волны от одного космического события. Сегодня LVK продолжает оповещать астрономическое сообщество о потенциальных столкновениях нейтронных звёзд, которые затем используют телескопы для поиска в небе признаков другой килоновой.
«Глобальная сеть LVK необходима для гравитационно-волновой астрономии, — говорит Джанлука Джемме, представитель Virgo и директор по исследованиям в INFN (Национальный институт ядерной физики, Италия). — Когда три или более детектора работают в унисон, мы можем точнее определять местоположение космических событий, извлекать более богатую астрофизическую информацию и обеспечивать быстрое оповещение для последующих многоканальных наблюдений. Virgo гордится тем, что вносит вклад в это всемирное научное начинание».
Другие научные открытия LVK включают первое обнаружение столкновений между одной нейтронной звездой и одной чёрной дырой; асимметричные слияния, в которых одна чёрная дыра значительно массивнее своей звезды-партнёра; открытие самых лёгких из известных чёрных дыр, ставящее под сомнение идею о существовании «разрыва масс» между нейтронными звёздами и чёрными дырами; и самое массивное из наблюдавшихся слияний чёрных дыр с общей массой в 225 солнечных масс. Для сравнения, предыдущий рекордсмен по массивности слияния имел общую массу в 140 солнечных масс.
В ближайшие годы учёные LVK надеются и далее совершенствовать свои машины, углубляя своё проникновение в космос. Они также планируют использовать полученные знания для создания ещё одного детектора гравитационных волн, LIGO-Индия. Заглядывая дальше в будущее, учёные работают над концепцией ещё более крупных детекторов. Европейский проект, называемый Телескоп Эйнштейна, планирует построить один или два огромных подземных интерферометра с плечами длиной более 10 километров. Американский проект, Cosmic Explorer, будет похож на нынешний LIGO, но с плечами длиной 40 километров. Обсерватории такого масштаба позволят учёным услышать самые ранние слияния чёрных дыр во Вселенной и, возможно, отголоски гравитационных колебаний самых первых моментов существования нашей Вселенной.
«Это удивительное время для исследований гравитационных волн: благодаря таким инструментам, как Virgo, LIGO и KAGRA, мы можем исследовать тёмную Вселенную, которая ранее была полностью недоступна. — сказал Массимо Карпинелли, профессор Университета Милано-Бикокка и директор Европейской гравитационной обсерватории в Кашине. — Научные достижения этих 10 лет вызывают настоящую революцию в нашем взгляде на Вселенную. Мы уже готовим новое поколение детекторов, таких как Телескоп Эйнштейна в Европе и Cosmic Explorer в США, а также космический интерферометр LISA, который перенесёт нас ещё дальше в космос и назад во времени. В ближайшие годы мы, несомненно, сможем решить эти сложнейшие задачи благодаря всё более широкому и прочному сотрудничеству между учёными, разными странами и учреждениями, как на европейском, так и на глобальном уровне».
Комментарии (48)
Kirthgreat4
01.10.2025 20:31Жаль что Хокинг не дожил до этого подтверждения. Его звонок Кипу Торну в 2015м почти что сцена из фильма, сначала предсказать эффект на кончике пера, а потом ждать десятилетия, пока технология дорастет до его проверки..
vadim_bv
01.10.2025 20:31Собственно, Питер Хиггс (в честь кого названы бозоны) из тех, кто дожил :)
Но да, удаётся не всем...
farh-i
1) Автор: " Это был сигнал другого рода: колебание пространства-времени"
- о "пространстве-времени" часто пишут с большим воодушевлением, но физический объект "пространство-время" в реальном материальном мире не обнаружен. Нет приборов, экспериментов, которые бы его обнаруживали. Это просто умозрительная, объясняющая модель, не связанная непосредственно с материальными объектами.
2) С существованием "гравитационных волн" еще можно согласиться, если под ними понимать колебания в силе гравитации. Но ЗВТ на самом деле не действует на огромных расстояниях. "Гравитационных волн" как излучения не может быть (тогда бы объяснили конкретно, что это такое)..
Когда говорят, что фиксируют "грави- волны" на самом деле, судя по сему, речь идет о фиксации и изменениях в излучениях каких-то форм энергии (магнитной, электрической, тепловой, световой, ультрафиолетовой, рентгеновой, гамма). На основании этого они делают произвольный вывод "о гравитации".
RexcodingAI
Почему же произвольный вывод? Вовсе нет! Вы не в курсе того как фиксируют гравитационные волны? Зачем же тогда написали этот пост?
corefly
У автора есть несколько статей про LIGO и гравитационных волн. Гравитационные волны - не излучение в привычном понимании, а именно циклические изменения метрики пространства-времени, которые можно описать математикой волновых процессов.
developer7
Спросите у LLM - вам ответят на все ваши вопросы. Можете скинуть свой пост целиком и увидеть экспертное мнение.
Что касается гравиволн я например и без LLM знаю как их ловят. Тупо ставят 2 перпендикулярных лазера и на расстоянии смотрят какой из них запаздывает какой нет. Отталкиваясь что мол скорость света ни при каких обстоятельствах не может изменится - значит сжимается пространство.
Но как по мне я с вами согласен. Всё это зиждется на настолько малых фактах что можно напридумывать ещё кучу всяких теорий. Что учёные с удовольствием и делают.
Я вот всегда возмущаюсь почему досконально не рассказывают про устройство экспериментов. Ловят в тех же поисках гравиволн всякие нано и пико отклонении во времени, но на таких масштабах на детекторы может повлиять вообще что угодно. Поток каких нибудь нейтрино. Знаю знаю - нейтрно может пролетать звёзды насквозь не задерживаясь, на то они и нейтрино. Но вот детекторы человеческие (тупо басеин воды) какие то нейтрино не пролетают. Чудо -чудное.
Int_13h
Так нейтрино и "бассейн" воды пролетают, не задерживаясь. А детекторы регистрируют излучение, возникающее в этот момент. Нет?
thiefsy
Излучение — результат взаимодействия. И через звезду, и через бассейн пролетают почти все. Но тех немногих, что задерживаются в бассейне, достаточно для их обнаружения и измерения интенсивности всего потока.
ogost
Потому что не там смотрите. Доскональную подноготную экспериментов нужно искать в научных публикациях, а не на научно-популярных сайтах. Весь цимес научного метода как такового - доскональное описание эксперимента, чтобы его можно было в точности повторить и подтвердить/опровергнуть результаты. Поэтому LIGO не один детектор грави-волн, коллайдеров всяких разных тоже не один, детекторов нейтрино не один и так далее.
developer7
Ну к счастью мы живём в век LLM которые собрали и аппроксимировали за нас все эти статьи.
Я за 10 минут порасспросил и про то почему нейтрино видно в воде - они бьются в ядра вызывая черенковое излучение, и как устроены детекторы в измерители гравиволн - измеряют отклонение фазы лазера, и как определили что это не шум - штук 10видов шумов включая местное изменение гравитации - туча сверху прошла (а туча может весить огого), почему нейтрино не могут вызывать искажения в детекторах - потому как сигнал имеет чёткую форму "чирп" и что был случай когда сначала волны пришли а потом от туда уже и весь спектр всяких излучений при как при слиянии чёрных дыр. Узнал что теория про грави волны это лишь наиболее распространённое предположение укладывающееся в формулы ОТО и что при желании можно натянуть сову на глобус.
Короче за 10 минут - узнал тучу инфы которую особо и не хотел знать. Вернее я и так знал что вы сказали - глубоки объяснения природы это почти всегда гипотеза. Я не против гипотез. Я против того что забывают что это гипотеза и готовы сожрать любого кто например косо посмотрит на ОТО. А математика - это просто математика.
Единственно непонятно - почему с наличием LLM кто то ещё пытается что то объяснять поверхностно и неинтересно.
P.S. Допуская что есть вероятность что некоторые фундаментальные вещи не объяснить более глубокими фундаментальными вещами, т.к. они могут быть попросту первичными кирпичиками природы.
Pshir
К сожалению, не совсем так. Они собрали всё подряд, в том числе, и всякий мусор. И для LLM первый комментарий под данной статьёй имеет ровно такой же вес, как и научная статья по теме. Для того, чтобы выковырять из LLM именно полезную информацию, нужно изначально обладать желанием это сделать и какими-то базовыми знаниями.
Alexey2005
Не любого, а только того, кто при этом не предлагает лучшей альтернативы. Ключевое слово здесь "лучшей". Основная проблема разного рода ниспровергателей заключается в том, что 99% из них - это махровые гуманитарии, для которых слово "рассчитать" - самое страшное ругательство. Соответственно, они искренне верят, что теория - это набор правильных слов, а формулы - это так, побочка, какая-то там никому не нужная математика.
На самом деле всё в точности наоборот, и полезность гипотезы/теории оценивается именно по тому, насколько хорошо она позволяет рассчитывать те или иные вещи. Если бы ниспровергатель предложил такую альтернативу ОТО, которая требовала бы в 10 раз меньше расчётов и давала бы при этом более точные результаты - я вас уверяю, от такого бы не отмахнулись. Наоборот, уцепились бы обеими руками, потому что соответствующие расчётные программы очень востребованы, а вычислительных мощностей всегда не хватает.
Но увы, обычно ниспровергатели ограничиваются словесным указанием на разного рода "дыры" и странности в теориях. Я вас уверяю, специалисты про эти дыры знают ничуть не хуже альтернативщиков. И даже по мере сил работают над их устранением. Вот только общепринятая теория, несмотря на все свои недостатки, даёт возможность расчётов, а разного рода альтернативщина - лишь кучу умных слов. Соответственно, пользы в подобном ровно ноль, слова может и нейронка набредить.
Kirthgreat4
Любой альтернативщик должен сначала воспроизвести все успехи ОТО, а потом предсказать что то новое, что ОТО не может
Пока ни одна альтернативная теория даже близко к этому не подошла
developer7
О как вас заплюсовали а мне минусов наставили.
С начала накатал тут порятнку по устройству LLM, про ОТО, а потом удалил. ДА кому это надо.... Кроме минусов ничего не будет. Вывод пожалуй только оставлю.
Меня тут прям постоянно называют каким то альтернативщеком. Мантра такая походу. Повторяю - я не предлагаю никаких новых теорий. Я не опровергаю ОТО. Я вообще физикой не занимаюсь - просто мне интересны всегда детали. Проф деформация программиста.
Я просто вижу конкретно для себя (для построения внутреннего видения устройства мира) - объяснение реальности (не математика) это гипотеза не имеющая доказательств. Есть ряд наблюдений. По типу замедления времени. На эти наблюдения наложили математику. Но что мы получили ? Просто зависимость массы объектов на коэффициент замедления времени. Как это объясняет реальность? А ни как. Объяснение реальности - это просто отдельное объяснение.
Оно даже не говорит что первично гравитация порождает искривление времени (в таком случае гравитация это поле), либо искривление времени поражает гравитацию. Уравнения симметричны. Оно вообще не объясняет почему искривление времени порождает гравитацию. Просто на сегодня из наблюдаемых фактов есть гравитация, замедление времени. Всё! (основные наблюдения, есть и второстепенные) Значит надо натянуть сову на глобус и объяснить одно другим. Даже порядок что чем объяснять - не удосужились как то обосновать.
Даже попросил найти минусы в моём ответе у LLM (ща за это я тут реальных минусов нахватаю, потому как использовать LLM - это позор). Короче приведу одну строку которая мне понравилась. Так как чуть чуть расширяет мой кругозор.
Короче философ я походу....
Pshir
Вы же сами ответ написали. ОТО утверждает, что гравитация и искривление пространства-времени - это ровно одно и то же. И физика не может ответить на вопрос, что первично. Вы можете утверждать, что первичен только Создатель - никакая физическая теория не сможет это опровергнуть.
Именно. И именно об этом рассказывают на первой же лекции по философии в ВУЗе (если лектор нормальный, а не балабол).
developer7
Проблема в том что формулы НЕ отвечают на этот вопрос ВООБЩЕ. Физика это как раз формулы. Формулы просто могут дать расчёт одного от другого. И всё. Для физиков это аксиома настолько используемая что они вообще не упоминают этот факт в рассуждениях.
И на этом недопонимании существует армия полу-физиков, блогеров, ютуберов. Которые говорят что всё объяснено - формулы есть. Они точны. И ВСЁ объясняют.
Стоит тебе робкий вопрос задать - а что именно они тебе объясняют. Тебя жёстко гнобят, обзывают альтернативщиком (что бы это не значило), и загоняют в минусы. Мне пофиг на минусы - мне не пофиг что я потратил время на писанину, а выхлопа 0. Никто из минусующих не ответит на мои сомнения и вопросы.
Вон ниже вообще разделили физику. Которая и не должна что то объяснять. И философию - которая пытается объяснять но признана лженаукой, т.к. не оперирует математикой.
Как по мне философия должна оперировать логикой. Если физическое явление объяснено логикой и не придраться ни с какой стороны, то это определение и будет истинно. Если логика хромает или вообще отсутствует - то это определение лишь гипотеза. Ждущая появлению новых фактов которые либо подтвердят гипотезу либо опровергнут.
Тут могут придраться -а что же такое логика? Логика это набор фундаментальных правил основанных за наблюдением реальности. Аксиомы реальности. Ну например. Закон сохранения импульса. Физическая аксиома, насколько я знаю нету более глубокой теории объясняющий сей факт на более низком уровне. Набор таких наблюдений-аксиом будет создавать фундамент логического объяснения.
В противоположность этому - математика, это чистая абстракция. Где к числам привязаны реальные физические явления. И допуск того что операции с числами - прямо проецируются на реальность. Математика настолько гибка - что в ней можно очень легко натягивать сову на глобус в любой ситуации. Если что то не совпадает, попросту навешать поправочных коэффициентов или вообще выдумать несуществующие понятие.
Как пример комплексные числа - это пример антилогики. Но так как это математика, можем нафигачить кучу таких антилогичных понятий, главное что бы в выводе это всё сократить согласно математическим законам.
Гибкость математики - не равна гибкости реальности. Как по мне это будет одна из аксиом в логике.
Подвожу итог. Всё моё возмущение вызвано фактом что я хочу больше логики в объяснениях. А противоположная сторона говорит - философия (лженаука) не нужна. Достаточно только формулы.
Pshir
Плохо знаете. Закон сохранения импульса это логическое следствие фундаментальной аксиомы - однородности пространства (физические законы одинаковы во всех точках пространства). Закон сохранения энергии - это следствие однородности времени (физические законы не меняются во времени). ОТО - это логическое следствие аксиомы: ускоренное движение системы отсчёта эквивалентно наличию гравитационного поля. Часто иллюстрируют лифтом: в закрытой кабине лифта вы никак не можете отличить наличие силы тяжести от ускоренного движения кабины лифта.
И так далее. Только вот в чём загвоздка. Природе наплевать на наши аксиомы - они могут быть ошибочны, просто мы пока не смогли этого обнаружить.
Так почитайте учебники по теоретической физике - там всё так и написано, через логику. Кратко я вам выше написал, откуда ОТО логически выводится. Очень странно, что вы кидаетесь претензиями, ответы на которые даны в любых нормальных книжках. А вы упорно пытаетесь достать ответы из источников, в которых ответов заведомо нет.
developer7
За то вы хорошо знаете. Воспринимаете как догму и не видите противоречий. Однородность пространства и закон сохранения энергии это аксиомы одного уровня. Они не доказывают друг друга а я являются одним и тем же проявлением. 2 стороны одной монеты. Равномерное движения тела не меняется т.к. физические законы не меняются по ходу движения. Но как мы доказываем что физические законы не меняются? А всё тем же равномерным движением. Раз оно равномерно - значит не меняется.
Я же говорил что сам этот закон - это первичный закон природы. Он не содержит в себе более низкоуровневых составных законов. Может они и есть но не то что вы определили.
Под нижестоящими законами я подразумеваю следующее - например в законе архимедовой силы, главную роль играет гравитация. В центробежных силах - главную роль играет как раз закон сохранения импульса. А вот в законе сохранения импульса (движения, энергии) главную роль играет - "Боженька". Надеюсь что это утверждение временно.
Что по поводу лифта - и вам не мешало бы почитать учебники.
Находясь в лифте можно определить гравитация это или ускорение. Гравитация имеет градиент искривления времени. У пола медленнее идёт. Вот этот градиент и меряем. При ускорении - время у пола не будет отличатся от времени у потолка. Так же гравитация имеет радиальное направление к центру масс. Ускорение нет.
Если создать измеритель с точностью как в эксперименте по гравиволнам то с такой чудовищной чувствительностью и в лифте смогут найти эти отклонения гравитации.
P.S. За сим откланиваюсь. Мне тут лупят только минусы. Нету никакого желания что то дальше тут писать. Хотел написать рассуждения по теме однородности пространства, чёрные дыры там, тёмная материя, как хорошо
нетОТО работает в квантовой физике, но чувствую меня тут вообще разорвут.Pshir
Так приведите уже противоречие.
Не просто по ходу движения. Физические законы одинаковы во всех точках пространства и времени. И из этого логически следует, что будет выполняться закон сохранения импульса, а в обратную сторону логическая цепочка уже не работает. Из закона сохранения импульса логически не следует однородность пространства. Так что эти две вещи не могут быть аксиомами одного уровня.
Никак не доказываем. Вы вообще знаете, что такое аксиома?
Определитесь, пожалуйста, вам нужна логическая картина мира или эмпирическая? В логической картине мира есть аксиомы (однородность и изотропность пространства, однородность времени, принцип наименьшего действия и так далее), из которых выводятся следствия. Никаких доказательств для них нет и быть не может. Это же логика. А в эмпирической картине мира вы пользуетесь эмпирически выведенными закономерностями. И вы их считаете верными до тех пор, пока они дают хорошие предсказания. Когда перестают давать, их начинают модифицировать или менять. Критерием истинности в данном случае является именно то, что выведенные законы дают верные предсказания в интересующей нас области.
Всё, что вы здесь делали, вы критикуете эмпирическую картину мира с позиции логической картины мира. А как только вам предъявили первичные логические основания, вы начали предъявлять требования со стороны эмпирики.
Да, ОТО не работает с квантовой теорией поля (и квантовая теория поля не работает с ОТО), потому что аксиомы, на которых они основаны, несовместимы. Но и той, и другой теорией пользуются исходя из эмпирики: прямо сейчас для нас технически недостижимы условия, при которых эти две теории необходимо было бы «сшить» воедино. А с другой стороны, достижение этих условий является необходимым для проверки любой «теории всего». Никто не отменяет ОТО, никто не отменяет квантовую теорию поля, потому что никакой замены им пока не придумали. Как только придумают, заменят. Точнее, не заменят, а начнут этой теорией делать предсказания в тех областях, в которых сейчас делать предсказания не получается. Там, где они работают, никто ничего отменять не будет. Как никто не отменил второй закон Ньютона или закон сложения скоростей Галилея.
Это если гравитационное поле неоднородное. А если однородное, то никакого градиента не будет.
vadimr
Скорее проехавший трамвай в соседнем городе.
Конечно, исследователи отсеивают статистически непохожий на гравитационные волны шум, но ведь с небольшой вероятностью может попасться и статистически похожий. Сама методология вылавливания гипотетического полезного сигнала в шуме вызывает очень много вопросов. Это в точности то же самое, что чудесным образом проступающий в разводах грязи лик Иисуса.
vadim_bv
Для этого и нужны несколько детекторов в разных частях земного шара. Космическое событие вызовет одновременный сигнал в каждом из них, а трамваи с такой точностью не ездят :)
На самом деле, я был на установке VIRGO во время её строительства, и - сейчас в деталях, конечно, не вспомню, - нам рассказывали, на какие технологические ухищрения они шли, чтоб защититься от подобных "трамваев". В том числе, к примеру, сигнал ищут в том диапазоне волн, в котором от трамваев и пр.землетрясений их быть не может.
В этом, кстати, огромная польза фундаментальной науки для человечества. Для всех этих грав-волновых, нейтринных детекторов и прочих коллайдеров изобретают весьма остроумные инженерные решения и материалы. Например, когда проектировали БАК, у человечества не было технологий, чтоб его построить. Но по мере строительства и технология подтянулась.
А ещё знаю случай, когда заказ от НИИ в середине 90-х позволил одному предприятию остаться на плаву.
vadimr
Тем не менее, вероятность случайного совпадения есть.
А в данном случае в статье написано:
Что же касается
то это больше выглядит, как выдача желаемого за действительное.
Я всячески за фундаментальную науку, но я много лет занимался статистической обработкой данных измерительных экспериментов, и для меня и многих моих коллег (в том числе публиковавшихся в Nature, то есть не совсем уж далёких от физики) история с гравитационными детекторами выглядит очень сомнительно.
vadim_bv
Или, как в анекдоте, ищут под фонарем, потому что там светло.
Я тоже этим занимался. Выхотите сказать, что нельзя исключить подтасовку? Нельзя. Но и утверждать, что это именно она, я бы не стал
vadimr
Я бы не назвал это именно подтасовкой. Просто, на мой взгляд, наличие фрагментов с таким уровнем статистической значимости в шуме не доказывает их происхождение от гипотетических внеземных объектов. Эти люди и в /dev/urandom то же самое найдут за много лет.
Одно дело, когда вы выделяете реально заведомо существующий сигнал с известными характеристиками при отношении сигнал/шум меньше 1. И то могут быть ошибки. И другое дело, когда вы таким образом пытаетесь найти неизвестно что.
Melirius
О, нет, там как раз параноят по поводу случайных шумов, история Вебера сильно повлияла на все эти эксперименты. Если интересно, то есть две книги философа науки Гарри Коллинза: Gravity's Shadow
Book by Harry Collins (2004) и его же Gravity's kiss (2017). Сразу предупреждаю, они гигантские, 800 и 400 страниц. Но история паранойи там изложена исчерпывающе.
vadimr
Я не читал эти книги, но я чисто математически не понимаю, как можно свойствами фильтруемого шума доказать какую-либо гипотезу. Вот у нас в байесовском методе оценивания гипотезой H0 будет слияние чёрных дыр за миллиард световых лет, а что будет гипотезой H1? Чисто формально, мы должны рассмотреть все потенциальные альтернативные объяснения, что невозможно. Откуда тогда вес возьмётся?
Если б мы знали из других источников, что гравитационная волна существует – тогда вопроса бы не было, мы бы оценили апостериорную вероятность её приёма. Но в данном случае получается, что мы доказываем свою собственную априорную аксиому.
Melirius
Гипотеза H1, как её применяют - это "волна получилась из шума детекторов", тут помогает известная форма. Спектр шума меряется специально и постоянно, а регистрация фиксируется, если одна и та же волна выявилась на минимум двух детекторах.
Melirius
А, и насчёт формы сигналов: это как раз известная и хорошо расчитываемая штука, как аналитически (сначала и в конце слияния), так и численно. Numerical relativity этим занимается.
vadimr
Я не сомневаюсь, что модель чёрных даёт форму сигнала. Но модель не может доказывать сама себя. В огромном массиве шума за 10 лет можно найти всё что угодно.
0serg
Так сигнал от слияния черных дыр имеет строго определенную форму. Случайно именно такой сигнал скорее всего не встретится.
vadimr
Вот это вот "скорее всего" – предмет веры, не имеющий ни научных оснований, ни математического смысла.
Случайно даже обезьяны могут напечатать ПСС Шекспира. А уж тем более сигнал такой же формы может вызываться другими причинами.
Пока нет независимого подтверждения другим способом, что именно на этом месте была чёрная дыра – это всё какая-то шняга.
Попробуйте применить свою аргументацию к лику Иисуса на разводах плесени.
0serg
Если у лика Иисуса есть строгие заранее предсказанные размеры и форма проверяемые с точностью до тысячных долей процента, то его появление на разводах плесени меня заставит серьезно задуматься.
vadimr
Так у гравитационной волны нет заранее предсказанных размеров. До её регистрации никто и не предполагал, что там есть какая-то чёрная дыра, а тем более её характеристики.
Что касается формы, то в массиве такого размера можно наковырять любую.
Кстати, кто-то пробовал искать в том же массиве сигналы другой формы? Или это вычислительно сложно, а потому нецелесообразно?
arteys
Риторический вопрос: если вам скинуть научные статьи с подробным описанием алгоритмов, того как там фильтруются шумы и фитуются сигналы, вы будете их читать?
Мы знаем (из астрономических наблюдений) какие черные дыры наиболее распространены: их массы измеряются в десятках солнечных. Более того LIGO/VIRGO построены именно в расчете на то, чтобы фиксировать столкновение в соответствующем диапазоне частот, хотя мы и уточняем массу фитуя эти данные.
Там не настолько много свободных параметров, чтобы галлюцинировать в шуме сигналы.
Для черных дыр других масс будут построены другие гравитационные телескопы (возможно) или уже используются другие подходы, например Pulsar Timing Array
vadimr
Любые сигналы в шуме можно нагаллюцинировать просто подстройкой параметров фильтра. Поверьте.
А мне пока что никто не ответил даже на самый простой вопрос: что в этой статистической обработке является альтернативной гипотезой (H1) и как рассчитана её (H1) априорная вероятность?
Математические проблемы имеют то достоинство, что решаются с карандашом и листочком бумаги. А все вопросы типа того, на что же потрачены деньги и почему нобелевку, вопреки правилам, дали за результат, не подтверждённый другими наблюдениями – это уже следствия.
arteys
>>А мне пока что никто не ответил даже на самый простой вопрос: что в этой статистической обработке является альтернативной гипотезой (H1) и как рассчитана её (H1) априорная вероятность?
Нулевая гипотеза - гравитационных волн, описываемых ТО, создаваемых столкновениями черных дыр звездных масс не существует
Альтернативная - они существуют
А дальше вам стоит изучать оригинальную литературу, я боюсь шансы у вас на хабре встретить одного из авторов тех статей или физика профессионально занимающегося космологией у вас невысоки.
vadimr
Гипотеза, что гравитационных волн не существует, не подразумевает, что сигнал соответствующей формы не может быть обнаружен (по другим причинам). Поэтому по такой паре гипотез невозможна классификация. Так что ваше объяснение очевидно наверно.
arteys
Убедили, этот сигнал получен благодаря фарфоровому розовому чайнику на орбите Юпитера.
Закрываем всю эту тему с гравитационной астрономией, распил очевидный.
0serg
Есть там все. Строго определенная форма волны. Параметризованная, да (то есть семейство волн а не одна) но с точки зрения практики это то же самое. Определяем по трем точкам параметры а потом смотрим что остальные 999 в точности легли на предсказанную кривую. В примере с Иисусом - от того что размеры изображения могут быть разными (отмасштабированными по вертикали и горизонтали) ничего принципиально не поменяется. Определили по контуру изображения его размер - убедились что после масштабирования точки идеально совпали с предсказанными
Melirius
Искали и ищут, ну почитайте работы по теме, хотя бы первую статью об открытии, там хорошо указано как искали и что искали.
RulenBagdasis
Вся физика, это, упрощая, модели. Вот вообще вся. Физика создаёт модели, которые, в рамках их применимости описывают те или иные явления. Что такое электрон, частица или волна? На самом деле, ни то, ни другое. Нет никаких частиц и волн никаких нет, и корпускулярно-волнового дуализма тоже нет. Есть некое явление природы, которое мы в разных ситуациях описываем волновыми или дельта функциями, что есть те самые модели, по сути. Электрон же просто ведёт себя как ведёт. Мы вообще не знаем, что это такое и почему оно такое.
alexEtse
Экстремально, но можно согласиться... А про модели - даже без экстремальности.
А вот с этим уже нет. Т.к. для ответа на вопрос "что такое электрон и почему оно такое?" надо определиться, что вообще понимать под "что такое" и "почему". Иначе на сформулированный вами вопрос можно ответить "42" :)
Заметная часть физиков, врочем, для себя эту проблему решила. Они сказали, что ответ на вопросы 'что такое "что такое" и что такое "почему"' - это философия, а философию они назвали лженаукой, потому что ничего посчитать не может.
Философы, впрочем, с ними сильно не согласны.
Вот так и живём...
Pshir
Можно цитату?
alexEtse
"философия мертва. Философы не поспевают за современными достижениями науки, в особенности физики. Теперь учёные приняли эстафету открытий в нашем квесте познания", сказал некий Стивен Хокинг, кажется, тот самый, который упомянут в этой статье, как правоту которого подтвердили чёрные дыры (и который философов не посчитал учёными "почему-то").
А если вы про старый конфликт "естественнонаучников с философами", так спор о применимости попперовских критериев к гуманитарным и общественным наукам еще к 60-м годам прошлого века восходит - речь идёт об их неприменимости к ним. Ну а так как философия к ествественным наукам не относится, и в ней "критерии научности" из естественных наук не работают - выводы делайте сами.
Главное, не путать отношения естественнонаучников с философами с отношением естественных наук и философии. Тут всё куда сложнее, но объяснение этому, увы, изложить можно только в философском стиле - то есть так нелюбимом "технарями" стиле с могучими отсылками на историю вопроса и мнения философских авторитетов, страниц в 20-30, наверное, коротенько можно изложить :) Но так уж в гуманитарных науках принято...
Kirthgreat4
Почему? Если у вас есть переменное во времени поле (электромагнитное или гравитационное), оно будет излучать волны. Это базовый принцип. Гравитационная волна и есть распространяющееся в пространстве возмущение гравитационного поля