Материалы портала «Научная Россия»

Астрономы смогут разглядеть гравитационные волны?

Астрономы смогут разглядеть гравитационные волны?
Усовершенствованные датчики, возможно, уже скоро «увидят» сталкивающиеся чёрные дыры

Физик Кип Торн (KipThorne) из Калифорнийского технологического института сделал новые предсказания относительно гравитационных волн. В номере журнала Science от 3 августа нынешнего года он написал, что эти волны, возможно, принесут крайне важные подсказки, раскрывающие механизм их возникновения при движении или столкновениях необычайно массивных космических объектов – в особенности чёрных дыр.

В своей книге 1994 года «Чёрные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна» (в России издана Государственным издательством физико-математической литературы в 2009) Кип Торн уже сделал попытку предсказать некоторые возбуждающие любопытство открытия, которые будут сделаны в XXI веке. В частности, существование гравитационных волн – едва уловимого «дрожания ткани» пространства и времени – по его мнению, уже скоро превратится из теоретической гипотезы в установленный факт.

«Детекторы гравитационных волн позволят нам составить карты чёрных дыр на основе их прямых наблюдений и услышать симфонии звуков, несущих новую информацию о том, как искривлённое пространство ведет себя при очень сильной тряске», – писал Торн. Это время уже почти пришло, полагает он.

По мнению учёного, ведущаяся в настоящее время модернизация обсерваторий гравитационных волн позволит через пять лет сделать эти инструменты достаточно чувствительными, чтобы зарегистрировать волны, что стало бы ещё одним подтверждением общей теории относительности Эйнштейна. Это также открыло бы новый метод изучения чёрных дыр, этих космических обжор, чьё гравитационное притяжение настолько сильно, что всё безвозвратно проваливается в их бездонные утробы.

А пока что астрофизики могут только догадываться о существовании чёрных дыр, отслеживая происходящее в окрестностях такого предполагаемого объекта. Например, в случае объекта Стрелец А* в центре нашей галактики Млечный Путь астрономы видят вспышки излучения, исходящего из того места, где расположена чёрная дыра, и вызванного нагревом и ионизацией падающего на неё вещества снаружи горизонта событий. Звёзды, расположенные у центра галактики, также выдают присутствие объекта Стрелец А* – их орбиты указывают на нахождение поблизости компактного объекта массой в четыре миллиона солнц.

Сигналы с чёткими признаками гравитационных волн, которые ожидаются от слияния чёрных дыр, наверняка принесут важную информацию об участвующих в этом акте объектах и об их взаимодействии апокалиптического масштаба.

Детекторы двух основных проектов по регистрации гравитационных волн находятся в постоянной готовности в ожидании этих колебаний пространства-времени, но до сих пор поиски не принесли никаких результатов. Оба они, американский Лазерный интерферометр Обсерватории гравитационных волн (LIGO) и детектор Virgo Европейской гравитационной обсерватории, представляют собой L-образный интерферометр с необычайно длинными плечами – четыре километра у каждого из детекторов LIGO, в штатах Вашингтон и Луизиана, и три километра у расположенного в Италии детектора Virgo. Принцип их работы основан на интерферометрии с большой базой. Лазерный луч распространяется вдоль двух взаимно перпендикулярных плеч интерферометра, пытаясь зарегистрировать удлинение или сжатие одного из них по отношению к другому проходящей гравитационной волной.

«Сейчас устанавливаются усовершенствованные интерферометры LIGO и «Вирго», и к 2017 году они должны достичь чувствительности, при которой можно будет зафиксировать слияние двух чёрных дыр», — пишет Торн. Похоже, что погоня за гравитационными волнами, одной из самых важных и труднодостижимых целей современной физики, продолжается.

Источник: www.scientificamerican.com

астрофизика гравитационные волны кип торн космология черная дыра

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий