Учёные вдоль и поперек изучили вселенную в её световом обличении - от ультра низкочастотных радиоволн до высокоэнергичных гамма-лучей. С официальным открытием обсерваторией LIGO гравитационных волн in situ, через 100 лет после предсказания Альберта Эйнштейна, мы получили прямое подтверждение существования абсолютно нового метода изучения Вселенной - слушая колебания пространства-времени, вызванные событиями, гравитационного взаимодействия массивных объектов. В случае с последней детекцией LIGO 14 сентября 2015 года мы могли услышать как две черные дыры, массой в 29 и 36 солнечных, сливаются друг с другом, образуя новый объект, масса которого на 3 солнечных массы меньше суммы его составляющих. Куда они исчезли? Это огромное количество энергии заставило колебаться (сжимаясь и растягиваясь) пространство-время, с уменьшением амплитуды пропорционально расстоянию. В 1,3 млрд световых лет от источника, учёные Земли зафиксировали колебания пространства-времени, частотой от 40 до 400 Гц (слышимый диапазон) и амплитудой, меньше диаметра протона. Подняв амплитуду, мы сможем услышать звук слияния двух черных дыр:
(Оригинальный и 2х замедленный варианты)
Это событие - первое практическое наблюдение процесса слияния черных дыр, первое обнаружение бинарной системы черных дыр - также является подтверждением Стандартной модели.
Что дальше? LIGO - инструмент, построенный для детекции высокочастотных гравитационных волн, которые возникают только в очень специфических (читай - редких) условиях - слияние двух черных дыр массой около 30 солнечных. Он может слышать волны частотой от 30 до 7000 Гц, однако большинство событий в гравитационной астрономии являются более низкочастотными, и как в классической электро-магнитной астрономии, чем больше частота - тем длиннее волна - тем больше должен быть инструмент, чтоб её запечатлеть.
В данный момент как минимум действует ещё две программы по обнаружению гравитационных волн - NanoGRAV, которая с помощью крупнейших радиотелескопов ищут события рассинхронизации в точных сигналах, испускаемых удалённой парой пульсаров в нашей галактике, которые могут быть связаны с прохождением через одного из них низкочастотной (от 1 до 10 нГц) гравитационной волны. За всю историю наблюдений было обнаружено только 2 случая, косвенно указывающих на такое событие.
Ещё одним инструментов в 30-х годах этого столетия может стать прибор eLISA - космическая обсерватория, состоящая из трех космических аппаратов, находящихся на расстоянии в 1 млн. км, на вершинах равнобедренного треугольника и действующих по принципу LIGO - измерение времени прохождения лазерного луча между космическими аппаратами и отклонение результатов от "нормы".
С помощью этих инструментов мы покроем большую часть спектра гравитационных волн и сможем услышать много интересных процессов гравитационного взаимодействия из ближних и дальних уголков Вселенной.
Шайдуров Андрей
14.02.2016