Открыли гравитационные волны

Очень крутая новость, наконец-то открыли гравитационные волны.

Ровно 100 лет назад Эйнштейн вывел Общую теорию относительности, которая дополнила созданную им 10 лет ранее Специальную теорию относительности. Он доказал, что гравитация это, фактически, геометрическая теория. Луна крутится вокруг Земли не потому, что Земля её притягивает, а потому, что Земля искажает пространство-время и прямолинейное движение Луны становиться криволинейным. Та же история, когда мы бросаем мячик и он падает на Землю.

Новая теория кроме искажения пространства-времени допускала существование гравитационных волн — колебания самого пространства.

За 100 лет экспериментально подтвердили все следствия теории относительности, но с гравитационными волнами не задалось. Их испускают все тела, но проблема в том, что они очень слабые. Сила колебаний гравитационных волн в 10 в 40 степени меньше, чем электромагнитные волны и обнаружить их крайне сложно.

Сильные гравитационные колебания могут создать только экзотические объекты, например, такие как две чёрные дыры вращающиеся друг вокруг друга. Система вращающихся чёрных дыр будет терять энергию из-за гравитационного излучения и рано или поздно чёрные дыры сольются в одну вызвав колоссальный выброс энергии именно в гравитационные волны. Слияние чёрных дыр даёт очень специфический профиль и амплитуду гравитационных колебаний и всплеск, по которому можно точно определить параметры чёрных дыр и факт события. Уже около 50 лет строят детекторы гравитационных волн, чтобы словить подобные события.

Но события генерирующие волны достаточно сильной амплитуды происходят недалеко от Земли (например, в нашей Галактике) достаточно редко (раз в тысячи лет). А мощные выбросы гравитационных волн в других галактиках приходят к нам сильно ослабленными. По оценкам, колебания пространства могут быть в разы меньше диаметра атомного ядра!

Детекторы гравитационных волн строятся уже более чем 50 лет и только сейчас, с помощью развития науки и невероятных ухищрений чувствительность достигла таких величин, что они начали “чувствовать” далёкие выбросы гравитационных волн. Самые продвинутые детекторы LIGO уже безрезультатно работали 8 лет и не нашли никаких событий. И вот сейчас, после обновления и улучшения чувствительности, ещё до начала работы, во время проверок они словили надёжное событие.

Зафиксированное событие представляло собой слияние двух чёрных дыр, примерно массой в 30 солнц каждое, а общая энергия выброса в гравитационные волны составила чудовищные 3 солнечные массы. Слияние произошло безумные 1.3 миллиарда лет назад и колебания пространства дошедшие до нас составили всего лишь 10 в минус 21 степени. Два детектора LIGO в разных частях США одновременно словили именно тот специфический сигнал от гравитационных волн, который позволяет точно сказать, что событие произошло и определить параметры слияния чёрных дыр.

Фактически это прямое доказательство теории Эйнштейна и прямое доказательство существования чёрных дыр. Сейчас начнётся новая эра в астрономии, так как с помощью более точных детекторов можно наблюдать различные экзотические объекты: нейтронные звёзды, сверхновые и чёрные дыры.

 

Две очень хороших статьи про открытие гравитационных волн:

http://elementy.ru/novosti_nauki/432691/Gravitatsionnye_volny_otkryty

https://cosmos.dirty.ru/gravitatsionnye-volny-na-paltsakh-tm-740536