Вчені в США оголосили в четвер, що їм вдалося зафіксувати сигнал гравітаційних хвиль, які утворилися в результаті злиття двох чорних дір.Ця заява була зроблена на прес-конференції Національного наукового фонду США в Вашингтоні.
Відкриття зробили учасники проекту Advanced LIGO спільно з європейським Virgo, вони зафіксували сигнал гравітаційних хвиль акустичного діапазону, повідомляє N + 1.
«Ми спіймали гравітаційні хвилі, ми зробили це», – заявив представник aLIGO.
Гравітаційні хвилі – прямий наслідок рівнянь загальної теорії відносності, запропонованих Альбертом Ейнштейном в 1915 році.Вони описуються рівняннями хвильового типу, їх рішення відповідають збурень простору-часу, що рухається зі швидкістю світла.На відміну від електромагнітних хвиль, інтенсивність гравітаційних хвиль на багато порядків менше, тому виявити їх вдалося лише зараз.
Джерелом хвиль стало злиття двох чорних дір з масою близько 29 і 36 Сонць відповідно.Сигнал (GW150914) був зафіксований 14 вересня, його побачили обидві обсерваторії, що входять до колаборації aLIGO.Фізики називають сигнал «дуже специфічним».Було зафіксовано підвищення частоти коливань з часом – як раз те, що пророкує Загальна теорія відносності для зливаються масивних об’єктів (чим ближче вони підходять один до одного, тим вище частота обертання і частота випускаються гравітаційних хвиль).
Аналіз отриманого сигналу зайняв близько місяця.Його комбінована статистична значимість для двох детекторів склала 4,6 і 5,1 сигма в залежності від типу використовуваного аналізу.
Енергія, виділена в результаті злиття, еквівалентна трьом масам Сонця (близько 4.6 відсотка від маси злилися тел).Дане злиття, за словами вчених, відбулося 1,3 млрд років тому (z~0,1).Оскільки сигнал гравітаційних хвиль, який спостерігає aLIGO, знаходиться в акустичному діапазоні, вчені змогли безпосередньо перевести коливання в звук і програти його на прес-конференції.
До складу LIGO входять два великих лазерних інтерферометра, розташовані на відстані близько трьох тисяч кілометрів один від одного: один неподалік від Лівінгстона (штат Луїзіана), інший – біля Хенфорда (Вашингтон).Інтерферометри зібрані по Г-схемою, тобто складаються з двох перпендикулярно розташованих рівновеликих плечей.Їх довжина становить чотири кілометри.Проходження гравітаційної хвилі через інтерферометр здатне змінювати довжину одного плеча щодо іншого, що повинно зрушувати фазу випромінювання в цьому плечі і впливати на картину інтерференції.Отриманий сигнал потім проходить очищення від шумів, переважно виникає через механічні (в тому числі сейсмічних) коливань і квантового шуму фотодетекторов.
Раніше, на першій стадії експерименту LIGO, фізики не могли домогтися достатньої чутливості інтерферометра для фіксації тих невеликих зсувів, які супроводжують проходження гравітаційних хвиль.Після модернізації, яка завершилася влітку 2015 року, чутливість спостережень вдалося підвищити майже на порядок (в 3-5 разів для частот 100-300 герц і в 10 разів для більш низькочастотних коливань).Це, за словами фізиків, і стало вирішальним фактором у сьогоднішньому відкритті.Так, відносна різниця в довжині плечей інтерферометра, яку могла бачити Advanced LIGO, склала близько h = 1-10-21.Для чотирикілометровий плечей LIGO ця різниця порівнянна з розміром атомного ядра.
Відзначається, що виявлення гравітаційних хвиль може стати початком нової ери в астрономії.
«Це дає нам новий погляд на Всесвіт.Астрономія гравітаційних хвиль може стати астрономією XXI століття.Більш того, вона може дати важливу інформацію про природу гравітації, «чорні діри» і фундаментальної фізики », – заявив The Huffington Post фізик-теоретик, професор Університету Арізони Лоуренс Краусс.