Перейти к содержимому



Ученые в США подтвердили существование гравитационных волн, предсказанное Эйнштейном


  • Вы не можете ответить в тему
  • Вы не можете создать новую тему
В теме одно сообщение

#1 OFFLINE   Ramerup

 

    Cторожевая собака форума

  • [Супер Модератор]
  • PipPipPipPipPipPipPipPipPipPipPipPip
  • сообщений: 11 560
    Последний визит:
    Сегодня, 22:00
  • Пол:Мужчина
  • Откуда:Санкт-Петербург
 

Отправлено 12 Февраль 2016 - 09:39

Изображение

Ученые в США подтвердили существование гравитационных волн, предсказанное Эйнштейном

News.Mail.Ru, ТАСС
11.02.2016


Это открытие подтверждает одно из важных положений общей теории относительности


ВАШИНГТОН, 11 февраля. /Корр. ТАСС Андрей Шитов/. Ученые в США подтвердили существование гравитационных волн, предсказанное почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Об этом объявил Национальный научный фонд США, где прошла пресс-конференция, посвященная открытию.

Гравитационные волны были зарегистрированы лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Они представляют собой колебания ткани пространства-времени, которые разбегаются от массивных объектов, движущихся с переменным ускорением.

Впервые ученые наблюдали рябь в ткани пространства-времени, которая называется гравитационными волнами.
Национальный научный фонд США


Что такое гравитационные волны

Гравитационные волны — это колебания ткани пространства-времени, которые разбегаются от массивных объектов, движущихся с переменным ускорением. Похожим образом перемещающийся электрический заряд порождает волны электромагнитные, но только их гораздо легче зарегистрировать. Об открытии было объявлено на специально созванной NSF (National Science Foundation — национальный научный фонд) конференции.

Источником волн стали две черные дыры массой около 30 масс Солнца каждая, которые, двигаясь на околосветовых скоростях, столкнулись, образовав одну дыру большего размера.


При этом суммарная масса единой дыры оказалась на 3 солнечных массы меньше, чем сумма двух масс: оставшаяся энергия была испущена в форме гравитационных волн.

«Когда волна от столкновения дошла до Земли, она начала трястись — примерно как трясется желе», — рассказал исполнительный директор LIGO Дэвид Райц (David Reitze). По расчетам ученых, столкновение произошло 1,3 млрд лет назад.

Спикер LIGO Габриела Гонзалес (Gabriela Gonzalez) рассказала, что мы можем слышать гравитационные волны и даже запустила аудиозапись.

Гравитационные волны предсказал еще Альберт Эйнштейн, но все экспериментальные попытки их обнаружить заканчивались провалом.

Дело в том, что даже сильные гравитационные волны вызывают лишь крохотные изменения: объекты, удаленные друг от друга на расстояние метра будут как бы колебаться на волнах пространства-времени и становиться то ближе, то дальше друг от друга.



Именно поэтому ученые рассчитывали обнаружить гравитационные волны только от очень тяжелых объектов вроде сталкивающихся галактик, вращающихся черных дыр или двойных звездных систем.

В коллаборации LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) для этого использовали наземные гравитационные телескопы — гигантские Г-образные антенны с длиной плеч по четыре километра. Внутри них в условиях высокого вакуума распространялись лазерные лучи, которые отражались от подвешенных в противоположных концах антенн зеркал.

А поскольку гравитационная волна периодически растягивала и сжимала плечи телескопа, разные лучи, шедшие по разным оптическим путям, приходили на выход с небольшими задержками. Именно их в конечном счете и регистрировали экспериментаторы по возникающей при взаимодействии лучей характерной интерференционной картине.

Из этих данных ученые сделали вывод об отклонении на уровне 10 в минус 19 степени м. — сигнале, который свидетельствовал о прохождении гравитационной волны, порожденной системой двух черных дыр на расстоянии около 50 миллионов световых лет от Земли.

В экспериментах активно участвовали научные группы под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова и член-корреспондента РАН Александра Сергеева (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород).


Они боролись с квантовыми эффектами, искажающими сигналы сверхчувствительных антенн (зафиксированное отклонение в 10 в минус 19 м. в 10000 раз меньше радиуса протона) и также разрабатывали саму конструкцию телескопа.

«Как и в случае электромагнитных волн, мы осознаем это открытие в полной мере через некоторое время. Проект LIGO начался в 1992 году, в сложное для России время, но Россия подключилась к нему. Один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире — российский физик Владимир Брагинский — создал на базе физического факультета МГУ школу, воспитанники которой смогли активно участвовать в проекте, получить важные результаты», — сказал Митрофанов в беседе с коррепондентом ТАСС Александрой Борисовой.

В частности, именно российские физики предложили подвешивать зеркала на кварцевых нитях вместо стальных, что снизило посторонние шумы в системе.

В прошлом году физики уже сообщали о наблюдении следов гравитационных волн в реликтовом космическом излучении, но тогда их результаты признали ошибкой.

Теперь гравитационные волны пронаблюдали в более прямых измерениях.

Если эти данные не будут опровергнуты, это станет очередным подтверждением общей теории относительности и откроет путь к давней мечте физиков — созданию теории квантовой гравитации и, возможно, даже теории великого объединения, описывающей все виды физического взаимодействия в единых терминах и уравнениях.

«Мы надеемся, что это вдохновит наших студентов: в физике сейчас есть много интересных и нерешенных проблем», — подытожил ученый.

#2 OFFLINE   Ramerup

 

    Cторожевая собака форума

  • [Супер Модератор]
  • PipPipPipPipPipPipPipPipPipPipPipPip
  • сообщений: 11 560
    Последний визит:
    Сегодня, 22:00
  • Пол:Мужчина
  • Откуда:Санкт-Петербург
 

Отправлено 12 Февраль 2016 - 09:49

Изображение
© AP Photo/Andrew Harnik

Гравитационные волны обнаружены в США с помощью алгоритма русского ученого Сергея Клименко

ТАСС
12 февраля, 6:28


"Суть программы в том, что она смотрит на данные, находит сигнал, оценивает, насколько он достоверен, и сообщает параметры сигнала и свои выводы", - пояснил ученый


ВАШИНГТОН, 12 февраля. /Корр. ТАСС Андрей Шитов/. Гравитационные волны, обнаружение которых стало теперь полноправной научной сенсацией, были изначально опознаны и проанализированы с помощью алгоритма русского ученого Сергея Клименко.

Он работает во Флоридском университете в США и участвует в проекте LIGO (Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория), которому официально принадлежит честь открытия.

Как устроена обсерватория LIGO. Фоторепортаж

"Для разнообразия"...

Как рассказал корреспонденту ТАСС сам Клименко, приехавший в Вашингтон на презентацию итогов общей работы, в проект он пришел в 1997 году. Выпускник Новосибирского университета, он прежде работал в российском Институте ядерной физики, затем в американской Национальной лаборатории имени Энрико Ферми, по его словам, "всю жизнь делал детекторы для частиц", но к поискам гравитационных волн отношения не имел. "На тот момент эксперимент (LIGO) только начинался, детекторы только строились, и можно было посидеть, подумать, - поделился воспоминаниями ученый. - Опять же для разнообразия решил заняться обработкой данных".

Плодом раздумий стал алгоритм - сложная компьютерная программа, способная вычленять нужную информацию в потоке посторонних шумов. "Суть ее в том, что она смотрит на данные, находит сигнал, оценивает, насколько он достоверен, и сообщает параметры сигнала и свои выводы", - пояснил специалист.

"Главное программу не написать, главное - придумать, - сказал он. - Я ее придумал и разрабатывал вместе с моим коллегой из Флоридского университета профессором Генахом Мицельмахером. А с 2004 года ее начали использовать в LIGO".

Было это еще на старых детекторах, которые имели недостаточную чувствительность. В 2010-15 годах их модернизировали. Общая стоимость проекта при этом увеличилась, по данным из открытых источников, до $620 млн. Параллельно совершенствовался и алгоритм Клименко.

Заветный день

Дата 14 сентября 2015 года теперь войдет в историю науки. Согласно объявлению Национального научного фонда США, финансирующего работы по проекту, в тот день в 5:51 утра по времени восточного побережья США одновременно двумя обсерваториями LIGO - в штатах Луизиана и Вашингтон - был получен сигнал, который в итоге и стал доказательством существования гравитационных волн. В том, что он был принят и правильно понят, - заслуга Клименко и его детища.

Сам ученый находился в тот момент у себя дома во Флориде. Около 6:30 он стал проверять электронный почтовый ящик, где уже находилось уведомление от его программы о том, что произошло нечто интересное. "Я стал разбираться, что это такое, и очень быстро понял, что это феноменальный сигнал - то самое, что мы долго ищем", - сказал специалист.

На самом деле, по его словам, случившееся даже превзошло ожидания. "Предполагалось, что это будут две нейтронные звезды, - пояснил Клименко. - А оказалось, что две черных дыры. И это можно было понять, просто делая анализ сигнала. И моя программа этот анализ сделала".

Тут следует сказать, что, как отмечалось на презентации, обнаружение подобных "бинарных черных дыр" само по себе было важным научным открытием. С помощью гравитационных волн это явление наблюдалось и анализировалось впервые в истории.

Более подробную информацию об открытии гравитационных волн читайте на научно-популярном портале ТАСС "Чердак".

За три минуты

Оценив ситуацию, Клименко сразу предупредил о случившемся коллег, работавших на детекторах. В данном случае это было особенно важно, поскольку устройства находились в тот момент еще даже не в штатном рабочем режиме, а в пробном, фактически - в состоянии наладки. То есть в систему могли быть внесены изменения, после которых доскональная проверка сигнала стала бы невозможной.

И это наглядно высвечивает еще одно достоинство программы Клименко - быстродействие. Уже на тот момент она была способна находить и оценивать нужные сигналы, в том числе по критерию достоверности, в течение всего трех минут. "Это один из немногих алгоритмов, которые это могут делать", - говорит теперь автор. Его собственная записка об "уникальном событии" - с объяснением такой оценки - ушла на объекты уже в районе 7:15 утра.

Остальное - уже история

Остальное, включая доскональную проверку всего и вся, уже история. Правота исходных оценок подтверждена и закреплена в публикации, которая теперь общедоступна. Для нашего ученого это - пока главный результат.

"Статья ведь эпохальная, - сказал Клименко. - Она подвела итог исследованиям, которые продолжались сто лет. Решена одна из самых тяжелых задач в физике. И в этой статье есть две ссылки на мои работы. Конечно, я не один работал, у меня есть соавторы. Но приятно, что в таком важном открытии есть и мой вклад".





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных