Vědci detekují další kolo gravitačních vln

Svět byl ohromený, když vědci na observatoři laserového interferometru gravitační vlny (LIGO) v únoru oznámili, že konečně zjistili gravitační vlny, které vyřešily století staré vyšetřování, které začalo s Albertem Einsteinem.

Držte se zadku - superhvězdy LIGO to udělali znovu. Po několika měsících poté, co provedli měření prvních signálů gravitačních vln, dokázaly přístroje LIGO podruhé detekovat gravitační vlny - opět v důsledku pár černých děr, které se do sebe vloupaly - tohle minulé Vánoce. Zjištění jsou publikována v posledním vydání časopisu Fyzická recenze dopisů.

Na tiskové konferenci, kterou dnes uspořádala americká astronomická společnost v San Diegu, mluvčí Gabriela González, mluvčí LIGO pro vědeckou spolupráci (LSC), nadšeně ocenil schopnost detektorů LIGO - které ještě nejsou plně funkční - vyzvednout si na těchto pozicích. slabé signály. „Přestože jsou tyto nástroje tak malé, tyto nástroje LIGO na Zemi velmi jasně detekovaly tyto gravitační vlny,“ řekla. „S tím vám nyní můžeme říci, že právě začala éra astronomie gravitačních vln.“

Další vědci společnosti LIGO zopakovali Gonzàlezovu radost - a překvapení - tím, že během jednoho roku zjistili další dvojici binárních černých děr.

"Nikdy bych netušil, že budeme mít tak šťastné, že budeme mít během prvních několika měsíců pozorování nejen jednu, ale dvě definitivní binární detekce černých děr," řekl Chad Hanna, astrofyzik z Penn State University přidružený k LIGO, v tiskové zprávě PSU.

Gravitační vlny jsou často označovány jako vlnky ve spacetime způsobené přítomností hmoty. Nemusí to nutně dělat nic, ale jsou důležitým ukazatelem toho, že gravitace, existuje. Gravitační vlny v podstatě nesou informaci o povaze gravitace, proč a jak větší hmoty ukládají gravitační účinky na menší hmoty a další.

Prosincový signál byl výsledkem dvojice černých děr čtrnáctinásobek a osminásobku hmotnosti Slunce, resp. Srážky do sebe, aby vytvořily jednu masivní černou díru asi 21krát větší než Slunce. před lety. Je to významně menší událost než první spojení černých děr pozorované v září - zahrnující dvojici černých děr 29 a 36krát hmotnější než slunce, a vyhánět více energie než všechny hvězdy vesmíru dohromady - ale to není negativní.

Pozorování gravitačních vln produkovaných slabší nebeskou událostí je ve skutečnosti povzbudivým vývojem. Pokud vědci doufají, že budou hlouběji studovat gravitační vlny, budou chtít provést co nejvíce měření ze všech druhů kosmických jevů. Pro to, aby nástroje LIGO nabíraly něco méně masivního, je to mocný krok kupředu.

Je velmi důležité, že tyto černé díry byly mnohem méně masivní než ty, které byly pozorovány v první detekci, řekl González ve zprávě vydávané MIT. „Vzhledem ke svým lehčím hmotám ve srovnání s první detekcí strávili více času - asi jednu sekundu - v citlivém pásmu detektorů. Je to slibný začátek mapování populací černých děr v našem vesmíru. “

Na konferenci AAS David Reitze, výkonný ředitel projektu LIGO, potvrdil plány na zvýšení citlivosti detektorů o 15 až 25 procent před příštím spuštěním tohoto podzimu. „Budoucnost bude plná binárních fúzí černých děr pro LIGO,“ řekl. „Hodně z nich uvidíme.“ Také naznačil, že LIGO hledá jiné akce než binární spojení černých děr; kolize binárních neutronových hvězd, řekl, by mohla být také brzy odhalena.

Výsledky také naznačují, že sloučení černých děr je mnohem běžnější, než původně věřili vědci.

Gravitační vlny jsou ultra obtížné měřit, protože jsou slabé. Vědci měří gravitační vlny přes nástroj známý jako interferometr, který v podstatě produkuje specializovaný laser běžící přes velmi velké vzdálenosti, který je dostatečně citlivý, aby detekoval přítomnost těchto signálů pohybujících se přes.

LIGO používá dva různé interferometry (jeden v Livingstonu, Louisiana, a jeden v Hanfordu, Washington) jako způsob jak měřit vlny a ověřit, že signál je gravitační vlna, a nikoli pouze aberace způsobená lokálním geologickým pohybem nebo jinými faktory.

Ačkoli LIGO funguje od roku 2002, důvodem, proč začínáme vlastně najít gravitační vlny, je díky velké modernizaci oba interferometry (plus italský interferometr založený na Itálii) minulý rok. Ve skutečnosti, první signály byly nalezeny pouhé dny po dokončení upgradu. Netřeba dodávat, že tyto renovace jsou vždy nad očekávání.

Reitze, popisující budoucí projekty společnosti LIGO, projednala plány na vybudování dalšího detektoru v Indii. „Doufejme, že do příštího desetiletí půjdeme do pěti detektorů,“ řekl také s odkazem na detektory Hanford a Livingston, italskou pannu Virgo a společnost KAGRA, která je v současné době ve výstavbě v Japonsku; doufá, že více detektorů umožní výzkumným pracovníkům nejen zametat větší oblohu pro gravitační vlny, ale také lépe lokalizovat v procesu podobném triangulaci.

Nové poznatky nejsou pouze doplňkovým datovým souborem pro nyní rostoucí katalog dat gravitačních vln. Vědci očekávají, že tato čísla využijí jako součást snahy vytvořit předpovědi o tom, jaké druhy událostí budou produkovat měřitelné gravitační vlny, kde tyto události nastaly, a kdy očekávat, že tyto gravitační vlny dosáhnou Země.

„Určitě uvidíme mnohem více černých děr, snad binárních neutronů, a pokud budeme mít štěstí, supernova,“ řekl Reitze na konferenci AAS. „Astronomie gravitačních vln je skutečná. Byli zde."