Новости, гравитационно-волновая астрономия

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Новости, гравитационно-волновая астрономия

Номер сообщения:#1   morozov »

11 февраля 201619:50 Юлия Рудый
Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Коллаборация LIGO, в которую входят более 1000 человек (из 16 стран, в том числе из России), впервые наблюдала колебания пространства-времени — гравитационные волны, дошедшие до Земли от катастрофы, произошедшей далеко во Вселенной. Это открытие, сделанное 14 сентября 2015 года, подтверждает важное предсказание Общей теории относительности Альберта Эйнштейна 1916 года и открывает беспрецедентно новое видение космоса.

"Научное значение этого открытия огромно. Как и в случае электромагнитных волн, мы осознаём его в полной мере через некоторое время, — говорит профессор физического факультета МГУ Валерий Митрофанов, руководитель московской группы коллаборации LIGO. — Проект LIGO начался в 1992 году, в сложное для нашей страны время, но Россия подключилась к проекту благодаря Владимиру Борисовичу Брагинскому, одному из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире.

Я бы хотел отметить его заслугу в том, что он создал школу на физическом факультете МГУ, воспитанники которой смогли активно участвовать в проекте LIGO, получить результаты, важные для проекта, и вместе с огромным коллективом исследователей подойти к сегодняшнему открытию. Мы надеемся, что это вдохновит студентов, которые учатся на физическом факультете МГУ, потому что в физике сейчас просматривается много интересных и нерешённых проблем".

"Впервые в мире зарегистрированы летящие волны кривизны-пространства, это открытие новой эры гравитационно-волновой астрономии", — комментирует происходящее профессор физического факультета МГУ Сергей Вятчанин.

"Это выдающееся достижение, которое открывает новое направление — гравитационно-волновую астрономию — потребовало реализации крупного проекта широкой международной коллаборацией учёных, — говорит Игорь Биленко, профессор кафедры физики колебаний МГУ. — Очень важно и примечательно, что фундаментальные открытия, сделанные замечательным российским учёным Владимиром Борисовичем Брагинским и его коллегами — квантовые пределы, способы квантовых измерений и квантовые флуктуации — оказались нужны и востребованы в этом проекте".

"Ряд наших исследований оказал влияние на выбор тех или иных решений в LIGO. Московская группа сделала многое для борьбы с шумами и для поиска различных эффектов, которые в обычной жизни почти не встречаются. Их очень сложно зафиксировать, но они оказывают влияние на очень чувствительные детекторы LIGO", — говорит ассистент Леонид Прохоров.

Гравитационные волны несут информацию о природе породившей их гравитации и не могут объясняться иным явлением. Физики пришли к выводу, что обнаруженные гравитационные волны были порождены двумя чёрными дырами с массами порядка 30 солнечных в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной вращающейся чёрной дыры. Возможность столкновения двух чёрных дыр предсказывалась, но такое событие никогда ранее не наблюдалось.

Гравитационные волны были зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 5:51 утра по летнему североамериканскому восточному времени (13:51 по московскому времени) на двух детекторах-близнецах Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), расположенных в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон, США.

Обсерватория LIGO финансируется Национальным научным фондом (NSF) США и была задумана, построена и эксплуатируется Калифорнийским и Массачусетским технологическими институтами (Caltech и MIT). Открытие, сообщение о котором принято к публикации в журнале Physical Review Letters, было сделано на основе показаний двух детекторов совместной научной коллаборацией LIGO (которая включает в себя также коллаборацию GEO и Австралийский консорциум интерферометрической гравитационной астрономии) и коллаборацией VIRGO.

На основании наблюдавшихся сигналов учёные LIGO оценили, что чёрные дыры, участвовавшие в этом событии, имели массы в 29 и 36 раз больше массы Солнца, а само событие произошло 1,3 миллиарда лет назад. За доли секунды примерно три солнечных массы превратились в гравитационные волны, максимальная мощность излучения которых была примерно в 50 раз больше, чем от всей видимой Вселенной.

Анализируя моменты прихода сигналов — детектор в Ливигстоне записал событие на 7 миллисекунд ранее детектора в Хэнфорде — физики могут сказать, что источник был расположен в южном полушарии.

Согласно общей теории относительности, пара чёрных дыр, вращающихся вокруг друг друга, теряют энергию на излучение гравитационных волн, что заставляет их постепенно сближаться на протяжении миллиардов лет, и гораздо быстрее – на последних минутах.

Во время последней доли секунды две чёрные дыры сталкиваются со скоростью почти в половину световой с образованием одной, более массивной чёрной дыры. При этом часть массы слившихся чёрных дыр превращается в энергию в соответствии с формулой Эйнштейна E = mc^2. Эта энергия излучается в виде сильного всплеска гравитационных волн, которые и наблюдались LIGO.

Гравитационные волны на Земле вызывают чрезвычайно малое изменение размеров (своего рода сжатие земного шара). Но детекторы LIGO обнаружили относительные колебания пар пробных масс, разнесённых на четыре километра, величиною в 10^-19 метров (это во столько же раз меньше размера атома, во сколько атом меньше яблока).

Добавим, что исследования в LIGO осуществляются в рамках научной коллаборации LIGO Scientific Collaboration, коллективом из более 1000 учёных из университетов в Соединенных Штатах и 15 других странах, включая Россию. В разработке детекторов и анализе данных участвуют более 90 университетов и научно-исследовательских институтов, существенный вклад также вносит участие около 250 студентов.

Сеть детекторов LSC включает интерферометры LIGO и детектор GEO600. Команда GEO включает учёных из Института гравитационной физики общества Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна, AEI) и Университета Лейбница в Ганновере в партнёрстве с университетами Великобритании: Глазго, Кардиффа, Бирмингема и другими, а также университета Балеарских островов в Испании.

Создание LIGO для обнаружения гравитационных волн было предложено в 1980 году профессором физики MIT Райнером Вайссом, профессором теоретической физики Калтеха Кипом Торном и профессором физики того же института Рональдом Дривером. Ныне все они являются заслуженными профессорами этих институтов.
Изображение
Коллаборация VIRGO состоит из более чем 250 физиков и инженеров, принадлежащих к 19 различным европейским исследовательским группам: шесть из Национального центра научных исследований Франции (CNRS); восемь из Национального института ядерной физики Италии (INFN); две из Нидерландов (Nikhef); одна из Венгрии (Wigner RCP); группой POLGRAW из Польши и Европейской гравитационной обсерваторией (EGO), которая обеспечивает работу детектора VIRGO недалеко от Пизы в Италии.

Открытие стало возможным благодаря новым возможностям обсерватории второго поколения (Advanced LIGO), существенно модифицированной по сравнению с первой, что позволило значительно увеличить объём изучаемой части Вселенной и открыть гравитационные волны уже во время первого цикла наблюдений. Национальный научный фонд США лидирует в финансовой поддержке Advanced LIGO. Финансирующие организации в Германии (Общество Макса Планка), в Великобритании (Совет по обеспечению науки и технологии) и Австралии (Австралийский совет по исследованиям) также внесли значительный вклад в проект.

Некоторые из ключевых технологий, сделавших Advanced LIGO гораздо более чувствительной, были разработаны и испытаны в германо-британском проекте GEO. Значительные вычислительные ресурсы были предоставлены кластером AEI Atlas в Ганновере, лабораторией LIGO университета Сиракуз и университета Висконсина-Милуоки. Несколько университетов спроектировали, создали и испытали ключевые компоненты для Advanced LIGO: Австралийский национальный университет, Университет Аделаиды, Университет Флориды, Стэнфордский университет, Колумбийский университет в Нью-Йорке, Университет Луизианы.

Россия представлена двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и группой Института Прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

Московскую группу создал и вплоть до последнего времени возглавлял член-корреспондент РАН Владимир Борисович Брагинский — всемирно известный учёный, один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире. В состав научной группы, включенной в число соавторов научного открытия, входят профессора кафедры физики колебаний: Валерий Митрофанов (нынешний руководитель коллектива), Игорь Биленко, Сергей Вятчанин, Михаил Городецкий, Фарид Халили, Сергей Стрыгин и Леонид Прохоров. Неоценимый вклад в исследования внесли студенты, аспиранты и технический персонал кафедры.

Группа Московского университета участвует в проекте с 1992 года. С самого начала основные усилия были направлены на повышение чувствительности гравитационно-волновых детекторов, определение фундаментальных квантовых и термодинамических ограничений чувствительности, на разработку новых методов измерений. Теоретические и экспериментальные исследования российских учёных нашли своё воплощение при создании детекторов нового поколения, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух чёрных дыр.

В процессе работы группы над проектом LIGO получены результаты, имеющие принципиальное значение не только для проекта поиска гравитационных волн, но и для физики в целом.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#2   morozov »

С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#3   morozov »

Изображение

latest news

Gravitational Waves Detected 100 Years after Einstein's General Relativity

11 February 2016 -- For the first time, scientists have observed ripples in the fabric of spacetime called gravitational waves, arriving at the earth from a cataclysmic event in the distant universe. This confirms a major prediction of Albert Einstein's 1915 general theory of relativity and opens an unprecedented new window onto the cosmos.

Gravitational waves carry information about their dramatic origins and about the nature of gravity that cannot otherwise be obtained. Physicists have concluded that the detected gravitational waves were produced during the final fraction of a second of the merger of two black holes to produce a single, more massive spinning black hole. This collision of two black holes had been predicted but never observed.

The gravitational waves were detected on September 14, 2015 at 5:51 a.m. Eastern Daylight Time (9:51 a.m. UTC) by both of the twin Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) detectors, located in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington, USA. The LIGO Observatories are funded by the National Science Foundation (NSF), and were conceived, built, and are operated by Caltech and MIT. The discovery, accepted for publication in the journal Physical Review Letters, was made by the LIGO Scientific Collaboration (which includes the GEO600 Collaboration and the Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) and the Virgo Collaboration using data from the two LIGO detectors.
Media Advisory

8 February 2016 -- 100 years after Einstein predicted the existence of gravitational waves, the National Science Foundation gathers scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration to update the scientific community on efforts to detect them.

(Washington, DC) -- Journalists are invited to join the National Science Foundation as it brings together the scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration (LSC) this Thursday at 10:30 a.m. at the National Press Club for a status report on the effort to detect gravitational waves - or ripples in the fabric of spacetime - using the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).

This year marks the 100th anniversary of the first publication of Albert Einstein's prediction of the existence of gravitational waves. With interest in this topic piqued by the centennial, the group will discuss their ongoing efforts to observe gravitational waves.

LIGO, a system of two identical detectors carefully constructed to detect incredibly tiny vibrations from passing gravitational waves, was conceived and built by MIT and Caltech researchers, funded by the National Science Foundation, with significant contributions from other U.S. and international partners. The twin detectors are located in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington. Research and analysis of data from the detectors is carried out by a global group of scientists, including the LSC, which includes the GEO600 Collaboration, and the VIRGO Collaboration.

WHEN: Thursday, Feb. 11, 2016, 10:30 AM US EST

WHERE: The National Press Club, Holeman Lounge, 529 14th Street NW, 13th Floor, Washington, DC 20045

MEDIA RSVP: Seating is extremely limited, but an overflow room will be available where reporters can still ask questions and have access to additional subject matters to interview after the press conference. Only the first 50 journalists to arrive will be seated in the main room. All interested journalists should RSVP to any of the media contacts listed below to ensure press credentials are prepared ahead of time. A mult box will be available for broadcast media, and the Press Club is equipped with wireless access.

LIVE WEBCAST: For press not based in the Washington, D.C. area, this event will be simulcast live online, and we will try to answer some questions submitted remotely. For details about how to participate remotely, please contact anyone listed below.

MEDIA CONTACTS: Caltech/Tom Waldman, (626) 395-5832 or (818) 274-2729 [m]; twaldman@caltech.edu
MIT/Kimberly Allen, (617) 253-2702 or (617) 852-6094 [m]; allenkc@mit.edu
NSF/Ivy Kupec, (703) 292-8796 or (703) 225-8216 [m]; ikupec@nsf.gov
LSC Statement on Harassment

16 January 2016 -- There have been recent reports of harassment involving LIGO Scientific Collaboration members, specifically involving a Caltech faculty member and a student. That faculty member is no longer a member of the LSC. As a collaboration, we will not tolerate harassment and strive to provide a supportive environment for all members of our collaboration. We practice the principles enshrined in the LSC Diversity Statement, with guidelines in https://dcc.ligo.org/LIGO-M1400285/public:

"As members of the LIGO Scientific Collaboration, we recognize the importance of diversity to enrich our research and scholarship. We pledge to provide a welcoming, inclusive environment to talented individuals regardless of characteristics such as, but not limited to, physical ability, race, ethnicity, gender, sexual orientation, economic status, or personal religious practices, and to support the professional growth of all collaboration members.

We also pledge to work to increase the numbers of women and under-represented minorities that actively participate in the LSC, to pursue recruitment, mentoring, retention and promotion of women and under-represented minority scientists and engineers and to maximize their contribution to excellence in our research. As a collaboration, we will strive to create a professional climate that encourages inclusion and that respects and values diversity."
Media Advisory: Scientists to provide update on the search for gravitational waves

8 February 2016 -- 100 years after Einstein predicted the existence of gravitational waves, the National Science Foundation gathers scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration to update the scientific community on efforts to detect them.

(Washington, DC) -- Journalists are invited to join the National Science Foundation as it brings together the scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration (LSC) this Thursday at 10:30 a.m. at the National Press Club for a status report on the effort to detect gravitational waves - or ripples in the fabric of spacetime - using the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).

This year marks the 100th anniversary of the first publication of Albert Einstein's prediction of the existence of gravitational waves. With interest in this topic piqued by the centennial, the group will discuss their ongoing efforts to observe gravitational waves.

LIGO, a system of two identical detectors carefully constructed to detect incredibly tiny vibrations from passing gravitational waves, was conceived and built by MIT and Caltech researchers, funded by the National Science Foundation, with significant contributions from other U.S. and international partners. The twin detectors are located in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington. Research and analysis of data from the detectors is carried out by a global group of scientists, including the LSC, which includes the GEO600 Collaboration, and the VIRGO Collaboration.

When: Thursday, Feb 11, 2016, 10:30 AM US EST

Where: The National Press Club, Holeman Lounge, 529 14th St NW, 13th floor, Washington, DC 20045

Media RSVP: Seating is extremely limited, but an overflow room will be available where reporters can still ask questions and have access to additional subject matters to interview after the press conference. Only the first 50 journalists to arrive will be seated in the main room. All interested journalists should RSVP to any of the media contacts listed below to ensure press credentials are prepared ahead of time. A mult box will be available for broadcast media, and the Press Club is equipped with wireless access.

Live webcast: For press not based in the Washington, D.C. area, this event will be simulcast live online, and we will try to answer some questions submitted remotely. For details about how to participate remotely, please contact anyone listed below.

Media contacts:

Caltech/Tom Waldman, (626) 395-5832 or (818) 274-2729 [m]; twaldman@caltech.edu
MIT/Kimberly Allen, (617) 253-2702 or (617) 852-6094 [m]; allenkc@mit.edu
NSF/Ivy Kupec, (703) 292-8796 or (703) 225-8216 [m]; ikupec@nsf.gov
LSC Statement on Harassment
________________________________________________
aLIGO Dedication
A photo of mirror installation at LIGO
Изображение
Researchers installing some of the small suspended LIGO mirrors in the vacuum system. Image credit: Caltech/MIT/LIGO Lab.
- See more at: http://www.ligo.org/news.php#sthash.DgocSZ6P.dpuf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#4   jurij »

Коллоборация объявила об открытии гравитационных волн. У меня вопрос, каким способом это сделано.
Откуда вопрос? Пусть есть пробное тело, на которое падает гравитационная волна. Пусть гравитационная волна, это волна возмущения некого силового поля. Зафиксировать такую волну, значит значит зафиксировать перемещение или деформацию под ее действием какого-то пробного тела относительно НЕПОДВИЖНОЙ или НЕДЕФОРМИРУЕМОЙ линейки.

В LIGO, кажется, регистрируется деформация пробного тела. Возникает вопрос, а относительно какой линейки? Что это за линейка, которую не деформирует гравитационная волна. Ведь если и пробное тело и линейка будут одновременно деформироваться, то мы ничего не намеряем.
Можно заявить, что они (пробное тело и линейка) деформируются под действием волны по-разному. Но тогда необходима калибровка этой измерительной системы тестовым потоком гравитационных волн. А где его взяли в коллоборации?

И еще. Если считать, что гравитационная волна, это волна деформации пространства-времени, то такую волну невозможно зафиксировать в принципе. Такая волна буде деформировать все, и пробные тела и линейки, ну разумеется, и ученых, которые ее пытаются обнаружить.

Так что же тогда зафиксировали ученые коллоборации? Скорее всего гигантский электромагнитный импульс типа тех, что сопровождают вспышки сверхновых. В данном случае событие привязывают к столкновению черных дыр. Этот импульс воздействовал не сколько на пробное тело, а непосредственно на электронную аппаратуру установки (усилители, фильтры...).

Можно возразить, что электромагнитная экранировка в LIGO наверняка предусмотрена. Вопрос какая? Я напомню, что электромагнитная экранировка тем эффективнее, чем выше частота электромагнитной волны. Например от света достаточной экранировкой являются темные очки и полы шляпы. А вот против низкочастотных волн 10-1 - 10-5... герц такая защита не покатит.
Почему такой диапазон частот? Так событие астрономическое, оно за доли секунд не происходит. Да. Так вот от таких волн всю установку вместе с регистрирующей аппаратурой следует поместить в контейнер из сверхпроводника. А иначе мы будет намерять то, что хотим намерять. Например, как намеряли отклонение света в гравитационном поле Солнца. А то, что у Солнца есть атмосфера в которой свет преломляется, напрочь забыли и не хотя вспоминать.

Может я что-то не понимаю, а мои вопросы смешны и наивны. Ну тогда пусть старшие товарищи форума мне пояснят.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#5   morozov »

Зафиксировать такую волну, значит значит зафиксировать перемещение или деформацию под ее действием какого-то пробного тела относительно НЕПОДВИЖНОЙ или НЕДЕФОРМИРУЕМОЙ линейки.
Ну конечно это невозможно, потому как все тела "падают" в данном месте одинаково.
Изображение
поэтому сравниваются смещения в двух точках пространства разнесенных очень далеко.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0 ... 0%BB%D0%BD
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Z
Сообщения: 472
Зарегистрирован: Пт дек 04, 2009 13:07

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#6   Z »

jurij , я понял так, (если не вдаваться в подробности):
Представьте пространство Минковского. Линейку длиной L=4000 м. Рядом с концами линейки размещены небольшие массы (10 кг). Эти массы можно считать не связанными, практически не взаимодействующими, "пылевидными" частицами. Когда волна проходит, изменяется масштабный фактор. Пылевидные частицы (как не связанные) остаются на своих местах, в координатах пространства Минковского, где живет "удаленный" наблюдатель. Длина линейки в координатах пространства Минковского изменяется, т.к. линейка - это связанная система, и работают силы упругости. Если конечно, масштабный фактор меняется очень быстро, и длина линейки тоже большая, то грав. волна может порвать линейку, как Тузик - Грелку. Местный наблюдатель, в свою очередь, видит в разные моменты времени то "расширение" то "сжатие" пространства. Т.е. для него длина линейки остается неизменной, т.к. он "масштабируется" (за счет сил упругости) одинаково вместе с ней. А вот расстояние между массами (10кг) для местного наблюдателя изменяется периодически, пока волна проходит. Т.о. "удаленный" наблюдатель "видит", как при прохождении волны периодически изменяется длина линейки и размеры самого местного наблюдателя, его измерительных и других приборов, а координаты центров масс "пылевидных" частиц не меняются (хотя сами размеры частиц меняются периодически). Поэтому становится возможным на практике увидеть изменение расстояния между массами ( в координатах местного наблюдателя) при прохождении волны (зарегистрировать колебания). Для этого массы подвешивают на тонких нитях. К массам крепят зеркала. Еще что-то там добавляют - шаманят потихоньку. Потом включают лазер ... :wink:

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#7   morozov »

Примерно так.

По началу пытались поймать резонанс в больших чурках, потом пытались увеличить механическую добротность резонатора. Делать из сапфира, например.
Но никто не знает заранее какая частота нужна, и вряд ли это определенная частота.
Датчики LIGO широкополосные, где-то от сотни Гц до тысячи. Конечно чувствительность не та, но это как раз то, что нужно.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#8   morozov »


Глава LIGO назвал незаменимым вклад России в открытие волн пространства-времени

Изображение
Кип Торн Фото: Andrew Harnik / AP

Директор обсерватории LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) американский физик-теоретик Кип Торн, также являвшийся научным консультантом фильма «Интерстеллар», назвал незаменимым вклад российских ученых в открытие гравитационных волн — возмущения пространства-времени, предсказанные сто лет назад создателем общей теории относительности Альбертом Эйнштейном. Такое мнение ученый высказал в интервью RT в пятницу, 12 февраля.

«Важный вклад в исследовательский процесс внесли ученые из группы Владимира Брагинского из Московского государственного университета (МГУ). Я лично сотрудничал с Брагинским и его командой с начала 1970-х годов, и его группа предложила основную концепцию использования гигантских зеркал для проведения эксперимента. Его разработки были абсолютно незаменимы, являются важной частью нашего открытия», — сказал Торн.

Американский физик-теоретик Кип Торн известен исследованиями черных дыр и кротовых нор. В 1986 году он предложил решение с проходимой червоточиной — тоннелем, связывающим две удаленные области пространства-времени. Эти области могут как находиться в одной и той же вселенной, так и связывать разные точки разных вселенных (в рамках концепции мультивселенной), и подразделяются на проходимые и непроходимые.

Физики на обсерватории LIGO 14 сентября 2015 года впервые зарегистрировали гравитационные волны. Об открытии сообщили 11 февраля 2016 года. Волны порождены парой черных дыр (в 29 и 36 раз тяжелее Солнца) в последние доли секунды перед их слиянием в более массивный вращающийся гравитационный объект (в 62 раза тяжелее Солнца). Событие произошло 1,3 миллиарда лет назад (столько времени гравитационное возмущение распространялось до Земли).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#9   jurij »

Что касается гравитационной антенны. Как я понимаю чувствительный элемент в ней рассматривается в качестве камертона, а молоточек, который бьет по камертону - гравитационная волна. Понятно. Однако, если гравитационная волна, это колебание пространства-времени, то эквивалентной будет следующая схема.
Я смотрю на чувствительный элемент (алюминиевый цилиндр, сапфировый стержень...) просто, а потом быстро через лупу, за тем быстро убираю лупу, затем снова... Для чистоты эксперимента я наблюдаю за чувствительным элементом через окошко, не зная, что в нем вставлена линза, у которой периодически меняется фокусное расстояние.

Что я наблюдаю? Я наблюдаю, что размер элемента периодически меняется. В результате я ожидаю, что с помощью, например тензодатчика, я эти изменения размера зафиксирую. Включаю осцилограф и никаких колебаний не вижу. Почему? Потому, что наблюдаемые изменения размера элемента - это изменения масштаба наблюдения (измерения). Они никак не затрагивают изменение физического состояния материала элемента. То есть не вызывают в нем каких либо дополнительных (с исходным состоянием) инертных или упругих сил.

Гравитационная волна, как волна состояния пространства-времени, это и есть та самая линза, которая меняет масштаб, но не физическое состояние чувствительного элемента. Поэтому никаких колебаний в нем, после прохождения волны не возникнет.

Что касается лазерного интерферометра, то приведенные выше рассуждения в полной мере относятся и к нему.

Z
Сообщения: 472
Зарегистрирован: Пт дек 04, 2009 13:07

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#10   Z »

jurij , я думаю что вы ошибаетесь в своих рассуждениях. Гравитационная волна меняет реально, метрику реального пространства-времени, или говоря философически - меняет пространственные и временные отношения между объектами. Поэтому пример с лупой мне кажется не совсем правильным, а точнее - совсем не правильным.

Дело в том, что расстояние между "пылевидными" массами - можно сказать, маяками, в координатах пространства Минковского - не меняется. Т.е. например на одной массе вы написали: 0(уна)метра, а на другой : 4000(уна)метра. При прохождении волны местный наблюдатель при помощи лазера измеряет местное (в координатах местного наблюдателя) расстояние между массами-маяками. Т.о. для него пространство то "сжимается" то "расширяется". А для "удаленного" - растояние между маяками не меняется, но меняются (не мгновенно а с некоторым запаздыванием) размеры объектов находящихся в зоне "действия" масштабного фактора. Чем выше энергия связи связанных объектов - тем меньше время релаксации - "приведения" к заданному масштабу.

Представьте себе, что до прихода волны, две массы соединены пружинкой (детектор веберовского типа). Потом масштабный фактор например уменьшился ( в пустоте принимаем масштабный фактор за единицу). Местное расстояние увеличилось. Пружинка растянулась(тензодатчик это видит) - т.к. массы обладают некоторой инерцией, и потянула наши массы. Если частота гравитационных волн соответствует определенным образом резонансной частоте, то получим вынужденные колебания масс на пружинке - отбор энергии от грав. волн ( если колебать в противофазе - можно закачать энергию в грав.волну - усилить волну).

УжОсы нашего городка: совсем очень мощная высокочастотная гравитационная волна может уничтожить обьект. Например разорвать на части. А если например масштабный фактор ну очень быстро вырастет, то местное расстояние между атомами объекта резко уменьшится - может начаться ядерная реакция - и песец котенку, пишите письма.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Наконец треп закончился и появилась информация

Номер сообщения:#11   morozov »

Изображение
- Это в самом деле черные дыры?
- А какие они по Вашему? Пилите Шура, пилите!
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#12   jurij »

Z писал(а):Представьте себе, что до прихода волны, две массы соединены пружинкой (детектор веберовского типа). Потом масштабный фактор например уменьшился...
Представил. Теперь представьте и Вы, что рядом с массами, соединенными пружиной, лежит стальную линейку с делениями. Согласно линейки расстояние между массами L сантиметров. "Потом масштабный фактор например уменьшился..." Скажите, какое расстояние между массами будет в этом случае согласно лежащей рядом линейки?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#13   morozov »

4 км, это расстояние изменяется 10-21, это прядка размера атома. Сработало два детектора в двух разных точка штатов, сигналы сравнивли с учетом задежки.

Линейка стальная не поможет была лазерная, наподобии строительной, только сравнивались расстояния в двух направлениях.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#14   jurij »

morozov писал(а):Линейка стальная не поможет была лазерная, наподобии строительной, только сравнивались расстояния в двух направлениях.
Валерий Борисович! С Вами и уважаемым Z я обсуждаю здесь не установку LIGO, а принципы обнаружения гравитационных волн. Поэтому не суть важно, какая линейка используется для измерения деформаций, которые вызывает гравитационная волна. Лазерная или стальная, что лежит у Вас в столе.

В LIGO используется интерферометр (Майкельсона). Давайте пока оставим в стороне этот способ. Z предлагает, по сути обсудить детектор, который называют гравитационная антенна (две массы на пружине). И это очень хорошо, поскольку здесь проще выявить принципиальные проблемы обнаружения гравитационных волн.

Ноги у этой проблемы (на мой взгляд) растут из вопроса что мы называем гравитацией. Ньютоновскую концепцию - гравитация, это силовое поле. Или эйнштейновскую концепции, гравитация, это состояние пространства-времени. Именно концепция и определяет физическое устройство датчика гравитационных волн. Ребята из коллоборации, (как и уважаемы Z) рассуждают про принципу известной юморески Винокура, здесь играем, здесь не играем. Пока разговор идет о высоких материях, гравитацией они называют состояние пространства-времени. Однако, как только речь заходит "железяках" (датчиках), гравитация рассматривается как силовое поле.

jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#15   jurij »

Только сейчас обратил внимание на график сигнала, (который любезно выставил на форум г-н Морозов) зафиксированного LIGO. Период колебаний порядка T= 10-2 секунды. То есть, событие развивается в области размером максимум L = cT = 3x108x10-2= 3x106метров. Для такого грандиозного явления по-моему, маловато.

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»