We did it [LIGO] Экспериментально обнаружили гравитационные волны

fabio

говорят что нашли гравитационные волны от двух черных дыр
This Thursday, the National Science Foundation brings together scientists from Caltech, MIT, and the LIGO Scientific Collaboration at the National Press Club in Washington, D.C. for a status report on the effort to detect gravitational waves using the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).
http://www.youtube.com/watch?v=BnQwFtVD5OA
или тут
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=...

2383933

Кратко
Наблюдали 14 сентября сигнал слияния чд с массами порядка 30 солнечных 1,3 млрд лет назад с энерговыделением в 3 солнечных массы в виде гравитационных волн.

Dima73

вести ру
источник не ахти
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 = mc2. 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.
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.

zombzone

Может лучше всё-таки всё в одну тему скидывать, чтобы было удобнее обсуждать? ;)

fisher58

наверно стоит в стади перенести

Dima73

сорри) перенесите плиз или снесите

nedanna

Брагинский одобряет

LEON3000

и по-русски для лошков написать

igor_56

а как часто эти дыры сталкиваются? в смысле через сколько сотен лет эти ваши волны могут быть обнаружены независимой группой фызиков?

marshel

Объясните для гуманитариев из этого эксперимента следует, что скорость распространения этих волн равна скорости света или нет?

marina1206

Из этого эксперимента это никак (прямо) не следует, но скорость распространения гравитационных волн ничему другому равна не может быть (конечно, имеется в виду в рамках ОТО, так-то придумать теорию с массивной гравитацией можно пытаться).

2383933

Даные по событию с красивыми картинками

.

pol62

Из этого эксперимента это никак (прямо) не следует, но скорость распространения гравитационных волн ничему другому равна не может быть (конечно, имеется в виду в рамках ОТО, так-то придумать теорию с массивной гравитацией можно пытаться).
а можно чуть поподробнее насчет самого явления гравитационных волн?
т.е. если свет принимали раньше как пару "частица-волна" ( правильно я помню? то кто такие гравитационные волны?

marina1206

а можно чуть поподробнее насчет самого явления гравитационных волн?
т.е. если свет принимали раньше как пару "частица-волна" ( правильно я помню? то кто такие гравитационные волны?
Разговоры типа частица-волна к данному эксперименту отношения тоже не имеют. Как частицы, так и волны — есть некоторые приближения к полному квантовому описанию, хорошо работающие при тех или иных обстоятельствах. Набор условий, при которых эти приближения работают для краткости назвали "классическим пределом".
Так вот, если предположить существование самосогласованной квантовой теории гравитации (пока что в полной мере никому ее построить еще не удалось) , то ОТО совершенно точно должна быть ее классическим пределом. В данном эксперименте классический предел является прекрасным приближением, поскольку всевозможные отклонения от него давали бы поправки намного меньшие, чем шум, так что увидеть их здесь невозможно.
В самой ОТО гравитация представляется как кривизна 4-мерного пространства-времени. Если записать полные уравнения Эйнштейна и решить их, то можно найти класс решений очень похожий по математической форме на электромагнитные волны, а именно эти решения описывают распространение колебаний пространства-времени на бесконечность. В общем-то это и называется волнами. Эти решения можно описывать также, как и ЭМ волны амплитудой, частотой, длиной волны, и так далее. При этом с точки зрения ОТО никакого "носителя" этих волн нет, кроме самого пространства.
Очень грубо увидеть эти волны очень просто. Нужно с очень большой частотой измерять расстояние между двумя абсолютно неподвижными точками. При прохождении гравитационной волны измеряемое расстояние начнет колебаться без какой-либо другой видимой причины.

Sergey79

а можно чуть поподробнее насчет самого явления гравитационных волн?
Это просто: представь пруд: в центр кинули кирпич, а возле берега тихонько плавают всякие листочки-веточки. Когда волна от кирича дошла до берега, то листочки-веточки заколебались на волнах, и расстояние между ними стало ходить туда-сюда.
Это самое принципиальное отличие ОТО от ньютоновской гравитации и подобных ньютоновской с модифицированным потенциалом. Только наличие волн позволяет, наконец, утверждать, что теория гравитации - действительно полевая.

nitrix

Оффтоп: а не подскажете статью, где в гравитационном детекторе, LIGO или подобном, обнаружили низкочастотные пульсации около единиц Гц? За давностью лет вспоминается/ищется очень плохо, а в на момент прочтения помню, что частота пульсаций очень хорошо совпала с постоянной Хаббла, поделенной на "юнит" голографической модели.

zombzone

Отличная статья на элементах, в которой всё очень подробно описано.

biblioteka

Поиск оптического транзиента совпадающего с этим явлением пока не дал положительных результатов:
arXiv:1602.04198 - A Dark Energy Camera Search for an Optical Counterpart to the First Advanced LIGO Gravitational Wave Event GW150914
http://arxiv.org/abs/1602.04198
arXiv:1602.04156 - Pan-STARRS and PESSTO search for the optical counterpart to the LIGO gravitational wave source GW150914
http://arxiv.org/abs/1602.04156
Меня вот интересует, а если это две массивные чёрные дыры и если около них нет вещества, то световое явление вообще будет происходить? :confused:

fabio

не будет очевидно, нет вещества - нет аккреции, вся масса в сингулярностях

biblioteka

Я про испарение чёрных дыр за счёт рождения пары частица-античастица. Понятно, что чем массивнее чёрная дыра тем слабее испарение, но при столкновении двух чёрных дыр все эффекты приводящие к рождению пары будут (?) значительно сильнее - особенно в конечный момент столкновения.

Sensor4ik

А поясни, почему ты ожидаешь более быстрое испарение ЧД в момент столкновения? Суммарная площадь горизонта событий уменьшается. Флуктуации вакуума сильнее стать не могут. Да и в целом, насколько я понимаю, у массивных ЧД процесс испарения крайне медленный, поэтому засечь в оптическом диапазоне те крохи частиц, которые все же рождаются, практически нереально.

fabio

>уменьшается.
увеличивается

Sensor4ik

Объясни.

fabio

энтропия = площадь
или
R=2GM/c^2, да конечно там керровская метрика будет но всеравно

Sensor4ik

Согласен, увеличивается. M1^2+M2^2 < (M1+M2-deltaM)^2.
Но температура результирующей ЧД должна быть настолько близкой к 0 К (если я правильно прикинул в уме, то порядка 10^-9 К что никаких фотонов мы с нее на фоне реликтового излучения все равно увидеть не сможем.

biblioteka

Меня вот интересует, а если это две массивные чёрные дыры и если около них нет вещества, то световое явление вообще будет происходить? :confused:
А вот и сразу ответ на мой вопрос:
arXiv:1602.04735 - Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO
http://arxiv.org/abs/1602.04735v1
Mergers of stellar-mass black holes (BHs such as GW150914 observed by LIGO, are not expected to have electromagnetic counterparts. However, the Fermi GBM detector identified of a gamma-ray transient 0.4 s after the gravitational wave (GW) signal GW150914 with consistent sky localization. I show that the two signals might be related if the BH binary detected by LIGO originated from two clumps in a dumbbell configuration that formed when the core of a rapidly rotating massive star collapsed. In that case, the BH binary merger was followed by a gamma-ray burst (GRB) from a jet that originated in the accretion flow around the remnant BH. A future detection of a GRB afterglow could be used to determine the redshift and precise localization of the source. A population of standard GW sirens with GRB redshifts would provide a new approach for precise measurements of cosmological distances as a function of redshift.

zombzone

Сегодня на сайте Афиша.ру будет прямая трансляция физфаковской лекции: «ОТКРЫТИЕ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН».

2383933

Я сходил

zombzone

И как оно? У меня не было времени сходить.

2383933

Норм, народу было битком. Узнал довольно много технических деталей, плюс про планируемые проекты.

KpyTou_yokep

запись лекции есть.
....
По многочисленным просьбам приводим ссылку на скачивание лекции о гравитационных волнах, которая прошла в ЦФА DOWNLOAD LINK ССЫЛКА ДЛЯ СКАЧИВАНИЯ:
dropmefiles.com/gUhtq
THE LINK WILL EXPIRE ON СРОК ДЕЙСТВИЯ ССЫЛКИ ДО: 24.02.2016 16:41
  и кроме того, выкладываем еще одну лекцию на эту же тему!
 http://pressmia.ru/special_lektoriy/20160217/950731142.html
от Пресс-службы МГУ

2383933


Расширенное заседание Общемосковского семинара астрофизиков (ОСА) имени Я. Б. Зельдовича, посвященное открытию гравитационных волн
Пятница, 19 февраля 2016 года, 14:00, Москва, конференц-зал Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ).





Расширенное заседание Общемосковского семинара астрофизиков (ОСА) имени Я. Б. Зельдовича, посвященное открытию гравитационных волн






В. И. Пустовойт «К открытию гравитационных волн» (30 мин.)
В. М. Липунов «Что означает открытие гравитационных волн для астрофизики» (30 мин.)
Е. С. Горбовской, Н. Тюрина, П. В. Балануца от группы МАСТЕР: «Первый поиск оптических транзиентов в области локализации гравитационно-волнового события LIGO GW150914 телескопами Глобальной сети МАСТЕР» (20 мин.)
В. Н. Руденко «Особенности анализа данных LIGО при регистрации ГВ сигналов» (20 мин.)

http://elementy.ru/events/433641/Rasshirennoe_zasedanie_Obshchemoskovsogo_seminara_astrofizikov_OSA_imeni_Ya_B_Zeldovicha_posvyashchennoe_otkrytiyu_gravitatsionnykh_voln
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: