เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2559 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศรวมถึงจากรัสเซียในงานแถลงข่าวในวอชิงตันประกาศการค้นพบว่าไม่ช้าก็เร็วจะเปลี่ยนการพัฒนาอารยธรรม มันเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ในการฝึกคลื่นแรงโน้มถ่วงหรือคลื่นของเวลาอวกาศ การดำรงอยู่ของพวกเขาถูกทำนายไว้เมื่อ 100 ปีก่อนโดย Albert Einstein ในเขา

ไม่มีใครสงสัยเลยว่าการค้นพบนี้จะได้รับรางวัลโนเบล นักวิทยาศาสตร์ไม่รีบพูดถึงเรื่องนี้ การประยุกต์ใช้จริง- แต่พวกเขาเตือนเราว่าจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้มนุษยชาติก็ไม่รู้ว่าจะทำอย่างไรกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งในที่สุดก็นำไปสู่การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่แท้จริง

คลื่นความโน้มถ่วงคืออะไรในแง่ง่าย ๆ

แรงโน้มถ่วงและ แรงโน้มถ่วงสากล- มันเป็นเรื่องเดียวกัน คลื่นความโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาของ GPV พวกเขาจะต้องแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง มันถูกปล่อยออกมาโดยร่างกายที่เคลื่อนไหวด้วยการเร่งความเร็วตัวแปร

ตัวอย่างเช่นมันหมุนในวงโคจรด้วยการเร่งความเร็วตัวแปรที่มุ่งไปที่ดาว และการเร่งความเร็วนี้เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ระบบสุริยะปล่อยพลังงานตามลำดับของหลายกิโลวัตต์ในคลื่นความโน้มถ่วง นี่เป็นจำนวนที่ไม่มีนัยสำคัญเทียบได้กับทีวีสีเก่า 3 รายการ

อีกสิ่งหนึ่งคือสองพัลซาร์ (ดาวนิวตรอน) โคจรรอบกัน พวกเขาหมุนมาก ปิดวงโคจร- “ คู่รัก” ดังกล่าวถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และสังเกต เป็นเวลานาน- วัตถุนั้นพร้อมที่จะตกซึ่งกันและกันซึ่งระบุว่าทางอ้อมว่าพัลซาร์ปล่อยคลื่นเวลาอวกาศนั่นคือพลังงานในสนามของพวกเขา

แรงโน้มถ่วงคือแรงโน้มถ่วง เราถูกดึงดูดเข้าสู่โลก และสาระสำคัญของคลื่นความโน้มถ่วงคือการเปลี่ยนแปลงในสาขานี้ซึ่งอ่อนแออย่างยิ่งเมื่อถึงเรา ตัวอย่างเช่นใช้ระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำ ความแรงของสนามแรงโน้มถ่วงคือการเร่งความเร็วของการตกฟรีที่จุดเฉพาะ คลื่นไหลผ่านสระน้ำของเราและทันใดนั้นการเร่งความเร็วของการเปลี่ยนแปลงฟรีก็เปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อย

การทดลองดังกล่าวเริ่มต้นขึ้นในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา ในเวลานั้นพวกเขามากับสิ่งนี้: พวกเขาแขวนถังอลูมิเนียมขนาดใหญ่เย็นลงเพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนของความร้อนภายใน และพวกเขาก็รอคลื่นจากการปะทะกันเช่นหลุมดำขนาดใหญ่สองหลุมเพื่อมาถึงเราอย่างกะทันหัน นักวิจัยเต็มไปด้วยความกระตือรือร้นและกล่าวว่าทั้งโลกอาจได้รับผลกระทบจากคลื่นความโน้มถ่วงที่มาจากอวกาศด้านนอก ดาวเคราะห์จะเริ่มสั่นสะเทือนและคลื่นไหวสะเทือนเหล่านี้ (การบีบอัดแรงเฉือนและคลื่นพื้นผิว) สามารถศึกษาได้

บทความสำคัญเกี่ยวกับอุปกรณ์ในแง่ง่าย ๆ และวิธีที่ชาวอเมริกันและ Ligo ขโมยความคิดของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตและสร้าง introferometers ที่ทำให้การค้นพบเป็นไปได้ ไม่มีใครพูดถึงเรื่องนี้ทุกคนเงียบ!

โดยวิธีการรังสีแรงโน้มถ่วงน่าสนใจยิ่งขึ้นจากตำแหน่งของรังสีพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลซึ่งพวกเขาพยายามค้นหาโดยการเปลี่ยนสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า CMB และรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าปรากฏขึ้น 700,000 ปีหลังจากบิ๊กแบงจากนั้นในระหว่างการขยายตัวของจักรวาลที่เต็มไปด้วยก๊าซร้อนด้วยการวิ่ง คลื่นกระแทกซึ่งต่อมากลายเป็นกาแลคซี ในกรณีนี้โดยธรรมชาติควรมีการปล่อยคลื่นเวลาอวกาศที่เหลือเชื่อจำนวนมากซึ่งส่งผลกระทบต่อความยาวคลื่นของรังสีพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลซึ่งในเวลานั้นยังคงเป็นแสง นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์รัสเซีย Sazhin เขียนและเผยแพร่บทความในหัวข้อนี้เป็นประจำ

การตีความการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงผิด ๆ

“ กระจกแขวนอยู่คลื่นความโน้มถ่วงทำหน้าที่และมันก็เริ่มสั่น และแม้แต่ความผันผวนที่ไม่มีนัยสำคัญที่สุดกับแอมพลิจูดที่น้อยกว่าขนาดของนิวเคลียสอะตอมก็ถูกสังเกตด้วยเครื่องมือ” - การตีความที่ไม่ถูกต้องเช่นนี้ใช้ในบทความวิกิพีเดีย อย่าขี้เกียจค้นหาบทความโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตตั้งแต่ปี 2505

ประการแรกกระจกจะต้องมีขนาดใหญ่เพื่อที่จะรู้สึกถึง "ระลอก" ประการที่สองมันจะต้องเย็นลงเกือบ เป็นศูนย์สัมบูรณ์(ในเคลวิน) เพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนทางความร้อนของตัวเอง เป็นไปได้มากที่สุดไม่เพียง แต่ในศตวรรษที่ 21 แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถตรวจจับได้ อนุภาคมูลฐาน- ผู้ให้บริการคลื่นความโน้มถ่วง:

“ เมื่อเร็ว ๆ นี้ชุดของการทดลองระยะยาวเกี่ยวกับการสังเกตโดยตรงของคลื่นความโน้มถ่วงกระตุ้นความสนใจอย่างมากในชุมชนวิทยาศาสตร์” ผู้เชี่ยวชาญเขียนในสาขานี้เขียน ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Michio Kaku ในหนังสือ "Cosmos ของ Einstein" ในปี 2004 - โครงการ LIGO (“ Laser Interferometer สำหรับการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วง”) อาจเป็นครั้งแรกที่“ เห็น” คลื่นความโน้มถ่วงซึ่งส่วนใหญ่มาจากการชนกันของสองหลุมดำใน ห้วงอวกาศ- Ligo เป็นความฝันของนักฟิสิกส์ที่เป็นจริงสถานที่แห่งแรกที่มีพลังเพียงพอที่จะวัดคลื่นความโน้มถ่วง "

การคาดการณ์ของ Kaku เป็นจริง: ในวันพฤหัสบดีกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ต่างประเทศจากหอดูดาว Ligo ประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง

คลื่นความโน้มถ่วงมีความผันผวนในอวกาศเวลาที่ "หลบหนี" วัตถุขนาดใหญ่ (เช่นหลุมดำ) ที่เคลื่อนไหวด้วยการเร่งความเร็ว กล่าวอีกนัยหนึ่งคลื่นความโน้มถ่วงเป็นการรบกวนการแพร่กระจายของเวลาอวกาศการเปลี่ยนรูปแบบของความว่างเปล่าที่สมบูรณ์

หลุมดำเป็นพื้นที่ในอวกาศ-เวลาที่ดึงดูดแรงโน้มถ่วงแรงมากจนแม้แต่วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง (รวมถึงแสงเอง) ก็ไม่สามารถทิ้งไว้ได้ ขอบเขตการแยกหลุมดำออกจากส่วนที่เหลือของโลกเรียกว่า Event Horizon: ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นภายในขอบฟ้าเหตุการณ์จะถูกซ่อนไว้จากสายตาของผู้สังเกตการณ์ภายนอก

Erin Ryan ภาพถ่ายเค้กที่โพสต์ออนไลน์โดย Erin Ryan

นักวิทยาศาสตร์เริ่มจับคลื่นแรงโน้มถ่วงเมื่อครึ่งศตวรรษที่แล้ว: จากนั้นนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันโจเซฟเวเบอร์เริ่มให้ความสนใจในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (GTR) ได้เข้าร่วมการแต่งเพลงและเริ่มศึกษาคลื่นความโน้มถ่วง เวเบอร์คิดค้นอุปกรณ์แรกเพื่อตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและในไม่ช้าก็ประกาศว่าเขาได้บันทึก“ เสียงของคลื่นความโน้มถ่วง” อย่างไรก็ตาม, ชุมชนวิทยาศาสตร์ปฏิเสธข้อความของเขา

อย่างไรก็ตามต้องขอบคุณโจเซฟเวเบอร์ที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนกลายเป็น "นักล่าคลื่น" วันนี้เวเบอร์ถือเป็นพ่อ ทิศทางทางวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์คลื่นแรงโน้มถ่วง

"นี่คือจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ของดาราศาสตร์แรงโน้มถ่วง"

หอดูดาว LIGO ที่นักวิทยาศาสตร์บันทึกคลื่นความโน้มถ่วงประกอบด้วยการติดตั้งเลเซอร์สามครั้งในสหรัฐอเมริกา: สองแห่งตั้งอยู่ในรัฐวอชิงตันและอีกแห่งหนึ่งในรัฐหลุยเซียนา นี่คือวิธีที่ Michio Kaku อธิบายการทำงานของเครื่องตรวจจับเลเซอร์:“ ลำแสงเลเซอร์ถูกแบ่งออกเป็นสองคานแยกกันซึ่งจะตั้งฉากกัน จากนั้นสะท้อนจากกระจกพวกเขาเชื่อมต่ออีกครั้ง ถ้าผ่าน interferometer ( เมตร) คลื่นความโน้มถ่วงจะผ่านความยาวเส้นทางของลำแสงเลเซอร์ทั้งสองจะได้รับการรบกวนและสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในรูปแบบการแทรกแซงของพวกเขา เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณที่บันทึกโดยการติดตั้งด้วยเลเซอร์ไม่ได้สุ่มเครื่องตรวจจับควรวางไว้ที่จุดต่าง ๆ บนโลก

ภายใต้อิทธิพลของคลื่นความโน้มถ่วงขนาดมหึมาที่ใหญ่กว่าโลกของเราในขนาดเท่านั้นเครื่องตรวจจับทั้งหมดจะทำงานพร้อมกัน”

ตอนนี้การทำงานร่วมกันของ LIGO ได้ตรวจพบการแผ่รังสีความโน้มถ่วงที่เกิดจากการควบรวมกิจการของระบบไบนารีของหลุมดำที่มีมวล 36 และ 29 มวลโซลาร์เข้าไปในวัตถุที่มีมวล 62 มวลโซลาร์ “ นี่เป็นครั้งแรกโดยตรง (เป็นสิ่งสำคัญมากที่มันเป็นโดยตรง!) การวัดการกระทำของคลื่นความโน้มถ่วง” ศาสตราจารย์ให้ความเห็นต่อผู้สื่อข่าวของแผนกวิทยาศาสตร์ gazeta.ru คณะฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก Sergei Vyatchanin - นั่นคือสัญญาณได้รับจากหายนะทางดาราศาสตร์ของการควบรวมกิจการของสองหลุมดำ และสัญญาณนี้ถูกระบุ - นี่ก็สำคัญมาก! เป็นที่ชัดเจนว่านี่มาจากสองหลุมดำ และนี่คือจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ของดาราศาสตร์แรงโน้มถ่วงซึ่งจะทำให้สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับจักรวาลไม่เพียง แต่ผ่านแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์, แม่เหล็กไฟฟ้าและนิวตริโน - แต่ยังผ่านคลื่นความโน้มถ่วง

เราสามารถพูดได้ว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของหลุมดำหยุดเป็นวัตถุสมมุติ ข้อสงสัยบางอย่างยังคงอยู่ แต่ก็ยังเป็นสัญญาณที่ถูกจับได้ดีกับสิ่งที่คาดการณ์ไว้โดยการจำลองการควบรวมกิจการของสองหลุมดำตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

นี่เป็นข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งว่ามีหลุมดำอยู่ ยังไม่มีคำอธิบายอื่นสำหรับสัญญาณนี้ ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับว่ามีหลุมดำอยู่”

"ไอน์สไตน์จะมีความสุขมาก"

คลื่นความโน้มถ่วงถูกทำนายโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ (ซึ่งโดยวิธีการสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของหลุมดำ) เป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีทั่วไปของสัมพัทธภาพของเขา ใน GTO โดยสาม มิติเชิงพื้นที่เพิ่มเวลาและโลกกลายเป็นสี่มิติ ตามทฤษฎีที่เปลี่ยนฟิสิกส์ทั้งหมดบนหัวแรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากความโค้งของอวกาศ-เวลาภายใต้อิทธิพลของมวล

ไอน์สไตน์พิสูจน์ว่าเรื่องใด ๆ ที่เคลื่อนไหวด้วยการเร่งความเร็วจะสร้างความวุ่นวายในอวกาศ - คลื่นความโน้มถ่วง การรบกวนนี้ยิ่งสูงขึ้นการเร่งความเร็วและมวลของวัตถุ

เนื่องจากความอ่อนแอ แรงโน้มถ่วงเมื่อเปรียบเทียบกับปฏิสัมพันธ์พื้นฐานอื่น ๆ คลื่นเหล่านี้ควรมีขนาดเล็กมากซึ่งยากที่จะลงทะเบียน

เมื่ออธิบายสัมพัทธภาพทั่วไปให้กับนักวิชาการด้านมนุษยศาสตร์นักฟิสิกส์มักจะขอให้พวกเขาจินตนาการถึงแผ่นยางที่ยืดออกไปซึ่งลูกบอลขนาดใหญ่ที่ลดลง ลูกบอลกดผ่านยางและแผ่นยืด (ซึ่งแสดงถึงเวลาว่าง) จะเปลี่ยนรูป ตามสัมพัทธภาพทั่วไปจักรวาลทั้งหมดเป็นยางซึ่งดาวเคราะห์ทุกดวงดาวทุกดวงและกาแลคซีทุกแห่งออกจากรอยบุบ โลกของเราหมุนไปรอบ ๆ ดวงอาทิตย์เหมือนลูกบอลเล็ก ๆ ที่เปิดตัวเพื่อม้วนรอบกรวยของช่องทางที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการ“ ผลัก” เวลาอวกาศด้วยลูกบอลหนัก

เอกสารแจก/รอยเตอร์

ลูกบอลหนักคือดวงอาทิตย์

เป็นไปได้ว่าการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเป็นการยืนยันหลักของทฤษฎีของไอน์สไตน์นั้นมีสิทธิ์ได้รับรางวัลโนเบลในฟิสิกส์ “ ไอน์สไตน์จะมีความสุขมาก” Gabriella Gonzalez โฆษกหญิงของการทำงานร่วมกันของ Ligo กล่าว

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเร็วเกินไปที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการบังคับใช้ในทางปฏิบัติของการค้นพบ “ ถึงแม้ว่าเฮ็นเฮิร์ตซ์ ( นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันผู้พิสูจน์การดำรงอยู่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า- - "gazeta.ru") คุณคิดว่าจะมีโทรศัพท์มือถือหรือไม่? เลขที่! “ เราไม่สามารถจินตนาการอะไรได้เลย” Valery Mitrofanov ศาสตราจารย์ของคณะวิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยมอสโกสเตท เอ็มวี โลโมโนซอฟ - ฉันมุ่งเน้นไปที่ภาพยนตร์เรื่อง“ Interstellar” เขาถูกวิพากษ์วิจารณ์ใช่ แต่แม้แต่พรมวิเศษก็สามารถจินตนาการได้ คนป่า- และพรมวิเศษก็กลายเป็นเครื่องบินและนั่นก็เป็นเช่นนั้น และที่นี่เราต้องจินตนาการถึงสิ่งที่ซับซ้อนมาก ในดวงดาวหนึ่งในประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าบุคคลสามารถเดินทางจากโลกหนึ่งไปยังอีกโลกหนึ่ง หากคุณจินตนาการถึงวิธีนี้คุณเชื่อหรือไม่ว่าคน ๆ หนึ่งสามารถเดินทางจากโลกแห่งหนึ่งไปยังอีกโลกหนึ่งได้ว่าจะมีจักรวาลมากมาย - อะไรก็ได้? ฉันไม่ตอบไม่ได้ เพราะนักฟิสิกส์ไม่สามารถตอบคำถามดังกล่าว“ ไม่”! Только если это противоречит каким-то законам сохранения! มีตัวเลือกที่ไม่ขัดแย้งกับตัวเลือกที่รู้จัก กฎทางกายภาพ- Значит, путешествия по мирам могут быть!»

, สหรัฐอเมริกา
© Reuters, เอกสารแจก

ในที่สุดคลื่นความโน้มถ่วงก็ถูกค้นพบ

วิทยาศาสตร์ยอดนิยม

การแกว่งในเวลาอวกาศถูกค้นพบหนึ่งศตวรรษหลังจาก Einstein ทำนายไว้ ยุคใหม่ในด้านดาราศาสตร์เริ่มต้นขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบความผันผวนของเวลาอวกาศที่เกิดจากการควบรวมกิจการของหลุมดำ เรื่องนี้เกิดขึ้นหนึ่งร้อยปีหลังจากอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ทำนายว่า“ คลื่นความโน้มถ่วง” เหล่านี้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาและหนึ่งร้อยปีหลังจากนักฟิสิกส์เริ่มค้นหาพวกเขา

การค้นพบสถานที่สำคัญนี้ได้รับการประกาศในวันนี้โดยนักวิจัยจากหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เลเซอร์ (LIGO) พวกเขายืนยันข่าวลือที่ล้อมรอบการวิเคราะห์ข้อมูลชุดแรกที่พวกเขารวบรวมเป็นเวลาหลายเดือน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์กล่าวว่าการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ในจักรวาลและความสามารถในการรับรู้เหตุการณ์ที่อยู่ห่างไกลที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ออพติคอล แต่สามารถรู้สึกได้

“ เราตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง เราทำได้แล้ว! - ประกาศผู้อำนวยการบริหาร ทีมวิทยาศาสตร์หนึ่งพันคน David Reitze พูดวันนี้ในงานแถลงข่าวที่วอชิงตันที่มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ

คลื่นความโน้มถ่วงอาจเป็นปรากฏการณ์ที่เข้าใจยากที่สุดของการคาดการณ์ของไอน์สไตน์และนักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงเรื่องนี้กับโคตรของเขามานานหลายทศวรรษ ตามทฤษฎีของเขาพื้นที่และเวลาในรูปแบบที่ยืดหยุ่นซึ่งโค้งงอภายใต้อิทธิพลของวัตถุหนัก การรู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงหมายถึงการตกอยู่ในโค้งของเรื่องนี้ แต่เวลานี้จะสั่นสะเทือนเหมือนผิวของกลองได้หรือไม่? Einstein สับสน และเขาเปลี่ยนมุมมองของเขาหลายครั้ง แต่แม้กระทั่งผู้สนับสนุนทฤษฎีของเขาอย่างแข็งขันที่สุดก็เชื่อว่าคลื่นความโน้มถ่วงในทุกกรณีอ่อนแอเกินกว่าที่จะสังเกตได้ พวกเขาหลั่งไหลออกไปด้านนอกหลังจากหายนะบางอย่างและเมื่อพวกเขาเคลื่อนไหวพวกเขาก็สลับกันและบีบอัดเวลาว่าง แต่เมื่อถึงเวลาที่คลื่นเหล่านี้มาถึงโลกพวกมันยืดและบีบอัดพื้นที่ทุกกิโลเมตรของพื้นที่โดย ส่วนแบ่งที่ไม่มีนัยสำคัญเส้นผ่านศูนย์กลางของนิวเคลียสอะตอม

© Reuters, Hangout Ligo Observatory Detector ใน Hanford, Washington

การตรวจจับคลื่นเหล่านี้ต้องใช้ความอดทนและระมัดระวัง หอสังเกตการณ์ LIGO ยิงคานเลเซอร์ไปมาตามแนวแขนสี่กิโลเมตร (4 กิโลเมตร) ที่ทำมุมของเครื่องตรวจจับสองเครื่องหนึ่งใน Hanford, Washington และอีกคนหนึ่งใน Livingston, Louisiana สิ่งนี้ทำในการค้นหาการขยายตัวที่บังเอิญและการหดตัวของระบบเหล่านี้ในระหว่างการผ่านคลื่นความโน้มถ่วง ด้วยการใช้ความคงตัวที่ล้ำสมัยเครื่องมือสูญญากาศและเซ็นเซอร์หลายพันเซ็นเซอร์นักวิทยาศาสตร์วัดการเปลี่ยนแปลงความยาวของระบบเหล่านี้ซึ่งมีขนาดเล็กถึงหนึ่งในพันของขนาดของโปรตอน ความไวของเครื่องมือดังกล่าวไม่สามารถคิดได้เมื่อร้อยปีก่อน มันก็ดูเหมือนจะเหลือเชื่อในปี 1968 เมื่อเรนเนอร์ไวสส์แห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์รู้สึกถึงการทดลองที่เรียกว่าลิโก

“ มันเป็นปาฏิหาริย์ที่ยิ่งใหญ่ที่ในที่สุดพวกเขาก็ประสบความสำเร็จ พวกเขาสามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนเล็ก ๆ เหล่านี้ได้!” Daniel Kennefick นักฟิสิกส์ทฤษฎีของมหาวิทยาลัยอาร์คันซอกล่าวว่าผู้เขียนหนังสือปี 2007 ที่เดินทางด้วยความเร็วแห่งความคิด: Einstein และแสวงหาคลื่นความโน้มถ่วง (เดินทางด้วยความเร็วของความคิด Einstein และการค้นหาคลื่นความโน้มถ่วง)

การค้นพบนี้เป็นจุดเริ่มต้น ยุคใหม่ดาราศาสตร์คลื่นแรงโน้มถ่วง ความหวังคือเราจะมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการก่อตัวองค์ประกอบและบทบาทกาแล็คซี่ของหลุมดำ-ลูกบอลหนาแน่นสุด ๆ ที่โค้งงอเวลาอวกาศอย่างมากจนแม้แต่แสงก็สามารถหลบหนีได้ เมื่อหลุมดำเข้ามาใกล้กันและรวมกันพวกเขาจะสร้างสัญญาณชีพจร-การแกว่งเวลาว่างที่เพิ่มความกว้างและเสียงก่อนที่จะสิ้นสุดลงอย่างกะทันหัน สัญญาณเหล่านั้นที่หอดูดาวสามารถบันทึกอยู่ในช่วงเสียง - อย่างไรก็ตามพวกเขาอ่อนแอเกินกว่าที่จะได้ยินจากหูเปลือย คุณสามารถสร้างเสียงนี้ขึ้นมาใหม่โดยใช้นิ้วมือของคุณเหนือปุ่มเปียโน “ เริ่มต้นด้วยโน้ตที่ต่ำที่สุดและเดินไปจนถึงแปดคู่” ไวสส์กล่าว "นั่นคือสิ่งที่เราได้ยิน"

นักฟิสิกส์รู้สึกประหลาดใจกับจำนวนและความแข็งแกร่งของสัญญาณที่บันทึกไว้ ในขณะนี้- ซึ่งหมายความว่ามีหลุมดำในโลกมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ “ เราโชคดี แต่ฉันมักจะนับความโชคดีแบบนั้น” คิป ธ อร์นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ซึ่งทำงานที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียและสร้าง LIGO กับ Weiss และ Ronald Drever ที่ Caltech “ สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นเมื่อหน้าต่างใหม่เปิดขึ้นในจักรวาล”

ด้วยการฟังคลื่นความโน้มถ่วงเราสามารถสร้างแนวคิดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับอวกาศและอาจค้นพบปรากฏการณ์จักรวาลที่เป็นไปไม่ได้

“ ฉันสามารถเปรียบเทียบสิ่งนี้กับครั้งแรกที่เราชี้กล้องโทรทรรศน์ขึ้นไปบนท้องฟ้า” Janna Levin นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ทฤษฎีจาก Barnard College, Columbia University กล่าว “ ผู้คนตระหนักว่ามีบางสิ่งที่นั่นและสามารถมองเห็นได้ แต่พวกเขาไม่สามารถทำนายความเป็นไปได้ที่หลากหลายที่มีอยู่ในจักรวาล” ในทำนองเดียวกัน Levine กล่าวว่าการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงอาจแสดงให้เห็นว่าจักรวาลนั้น“ เต็ม สสารมืดซึ่งเราไม่สามารถระบุได้อย่างง่ายดายด้วยกล้องโทรทรรศน์”

เรื่องราวของการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงลูกแรกเริ่มขึ้นในเช้าวันจันทร์ของเดือนกันยายนและเริ่มต้นด้วยการปัง สัญญาณนั้นชัดเจนและดังมากที่ Weiss คิดว่า:“ ไม่นี่มันไร้สาระไม่มีอะไรเกิดขึ้น”

ความเข้มของความสนใจ

คลื่นแรงโน้มถ่วงครั้งแรกที่พัดผ่านเครื่องตรวจจับของ Ligo ที่อัพเกรด - ครั้งแรกที่ Livingston และเจ็ดมิลลิวินาทีต่อมาที่ Hanford - ในระหว่างการจำลองการดำเนินการในช่วงต้นวันที่ 14 กันยายนสองวันก่อน เริ่มต้นอย่างเป็นทางการการรวบรวมข้อมูล

เครื่องตรวจจับกำลังถูกทดสอบหลังจากการอัพเกรดซึ่งใช้เวลาห้าปีและมีราคา $ 200 ล้าน พวกเขาติดตั้งสารแขวนลอยกระจกใหม่สำหรับการลดเสียงรบกวนและการใช้งาน ข้อเสนอแนะเพื่อยับยั้งการสั่นสะเทือนภายนอกแบบเรียลไทม์ ความทันสมัยทำให้หอสังเกตการณ์ที่ดีขึ้นมากขึ้น ระดับสูงความไวเมื่อเทียบกับ LIGO เก่าซึ่งระหว่างปี 2002 ถึง 2010 พบว่า "Absolute and Pure Zero" ตามที่ Weiss กล่าวไว้

เมื่อสัญญาณที่ทรงพลังมาถึงในเดือนกันยายนนักวิทยาศาสตร์ในยุโรปซึ่งเป็นตอนเช้าในขณะนั้นเริ่มวางระเบิดเพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันของพวกเขาอย่างเร่งรีบด้วยข้อความ อีเมล- เมื่อส่วนที่เหลือของกลุ่มตื่นขึ้นข่าวก็แพร่กระจายอย่างรวดเร็ว จากข้อมูลของ Weiss เกือบทุกคนสงสัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกเขาเห็นสัญญาณ มันเป็นตำราเรียนคลาสสิกที่แท้จริงซึ่งเป็นสาเหตุที่บางคนคิดว่ามันเป็นของปลอม

การค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงมีข้อบกพร่องหลายครั้งนับตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1960 เมื่อโจเซฟเวเบอร์แห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์คิดว่าเขาค้นพบ การสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนท์ในกระบอกอลูมิเนียมที่มีเซ็นเซอร์ตอบสนองต่อคลื่น ในปี 2014 การทดลองที่เรียกว่า Bicep2 ประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงในยุคแรก - ระลอกคลื่นจากบิ๊กแบงที่ตอนนี้ยืดออกและกลายเป็นน้ำแข็งอย่างถาวรในรูปทรงเรขาคณิตของจักรวาล นักวิทยาศาสตร์จากทีม BiceP2 ประกาศการค้นพบของพวกเขาด้วยการประโคมที่ยอดเยี่ยม แต่หลังจากนั้นผลลัพธ์ของพวกเขาก็ถูกตรวจสอบอย่างอิสระในระหว่างที่พบว่าพวกเขาผิดและสัญญาณมาจากฝุ่นจักรวาล

เมื่อนักจักรวาลวิทยามหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนาลอว์เรนซ์คราส์ได้ยินเกี่ยวกับการค้นพบของทีมลิโกในตอนแรกเขาคิดว่ามันเป็น "การหลอกลวงแบบตาบอด" ในระหว่างการดำเนินการของหอดูดาวเก่าสัญญาณจำลองถูกแทรกเข้าไปในสตรีมข้อมูลอย่างลับๆเพื่อทดสอบการตอบสนองโดยที่ทีมส่วนใหญ่รู้เกี่ยวกับมัน เมื่อ Krauss เรียนรู้จากแหล่งที่มีความรู้ว่าคราวนี้มันไม่ใช่“ การโยนคนตาบอด” เขาแทบจะไม่สามารถมีความตื่นเต้นที่สนุกสนานได้

เมื่อวันที่ 25 กันยายนเขาบอกผู้ติดตาม Twitter 200,000 คนของเขาว่า“ ข่าวลือเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบโดยเครื่องตรวจจับ Ligo น่าทึ่งถ้าจริง ฉันจะให้รายละเอียดแก่คุณหากไม่ใช่ของปลอม” ตามด้วยรายการตั้งแต่วันที่ 11 มกราคม:“ ข่าวลือก่อนหน้านี้เกี่ยวกับ LIGO ได้รับการยืนยันจากแหล่งข้อมูลอิสระ คอยติดตามข่าวสารเพิ่มเติม บางทีคลื่นความโน้มถ่วงอาจถูกค้นพบ!”

ตำแหน่งอย่างเป็นทางการของนักวิทยาศาสตร์คือ: อย่าพูดถึงสัญญาณที่ได้รับจนกว่าจะมีความมั่นใจร้อยเปอร์เซ็นต์หนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์ Thorne ถูกผูกมัดมือและเท้าโดยข้อผูกพันนี้ในการรักษาความลับไม่ได้พูดอะไรกับภรรยาของเขา “ ฉันเฉลิมฉลองคนเดียว” เขากล่าว เริ่มต้นด้วยนักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะกลับไปที่จุดเริ่มต้นและวิเคราะห์ทุกอย่างลงไปในรายละเอียดที่เล็กที่สุดเพื่อค้นหาว่าสัญญาณแพร่กระจายผ่านช่องทางวัดหลายพันช่องของเครื่องตรวจจับต่างๆและเข้าใจว่ามีอะไรแปลก ๆ ที่ ช่วงเวลาที่ตรวจพบสัญญาณ พวกเขาไม่พบอะไรผิดปกติ พวกเขายังไม่รวมแฮ็กเกอร์ที่จะมีความรู้ที่ดีที่สุดเกี่ยวกับกระแสข้อมูลหลายพันในการทดลอง “ แม้ในขณะที่ทีมทำตาบอดพวกเขาก็ยังไม่สมบูรณ์แบบพอและทิ้งคะแนนไว้มากมาย” ธ อร์นกล่าว “ แต่ไม่มีร่องรอยที่นี่”

ในสัปดาห์ต่อมาพวกเขาได้ยินสัญญาณอีกตัวที่อ่อนแอกว่า

นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์สัญญาณสองสัญญาณแรกและสัญญาณใหม่ ๆ มาถึงมากขึ้นเรื่อย ๆ พวกเขานำเสนองานวิจัยของพวกเขาในวารสารการทบทวนทางกายภาพจดหมายในเดือนมกราคม ปัญหานี้เผยแพร่ออนไลน์วันนี้ ตามการประมาณการของพวกเขา นัยสำคัญทางสถิติสัญญาณแรกที่ทรงพลังที่สุดเกินกว่า“ 5-Sigma” ซึ่งหมายความว่านักวิจัยมีความมั่นใจ 99.9999% ในความถูกต้อง

ฟังแรงโน้มถ่วง

สมการ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทฤษฎีของ Einstein นั้นซับซ้อนมากจนต้องใช้นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ 40 ปีในการเห็นด้วย: ใช่มีคลื่นความโน้มถ่วงอยู่และสามารถตรวจพบได้ - แม้แต่ในทางทฤษฎี

ตอนแรกไอน์สไตน์คิดว่าวัตถุไม่สามารถปล่อยพลังงานในรูปแบบได้ การแผ่รังสีแรงโน้มถ่วงแต่แล้วก็เปลี่ยนมุมมองของเขา ในงานสถานที่สำคัญของเขาที่เขียนขึ้นในปี 2461 เขาแสดงให้เห็นว่าวัตถุใดที่สามารถทำสิ่งนี้ได้: ระบบรูปดัมเบลที่หมุนบนสองแกนพร้อมกันเช่นไบนารีและซูเปอร์โนวาที่ระเบิดเหมือนประทัด พวกเขาสามารถสร้างคลื่นในเวลาอวกาศ

© Reuters, เอกสารแจก รุ่นคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของคลื่นความโน้มถ่วงในระบบสุริยะ

แต่ไอน์สไตน์และเพื่อนร่วมงานของเขายังคงลังเล นักฟิสิกส์บางคนแย้งว่าแม้ว่าจะมีคลื่นอยู่โลกก็จะสั่นสะเทือนไปกับพวกเขาและมันก็เป็นไปไม่ได้ที่จะสัมผัสพวกเขา มันไม่ได้จนกว่าปี 1957 ที่ Richard Feynman วางเรื่องนี้โดยแสดงให้เห็นในการทดลองทางความคิดว่าหากมีคลื่นความโน้มถ่วงอยู่พวกเขาสามารถตรวจพบทางทฤษฎีได้ แต่ไม่มีใครรู้ว่าระบบดัมเบลเหล่านี้มีอยู่ทั่วไปแค่ไหน นอกโลกและคลื่นที่เกิดขึ้นนั้นแข็งแกร่งหรืออ่อนแอเพียงใด “ ในที่สุดคำถามก็คือ: เราจะสามารถตรวจจับได้หรือไม่” Kennefick กล่าว

ในปี 1968 เรนเนอร์ไวสส์เป็นศาสตราจารย์หนุ่มที่ MIT และได้รับมอบหมายให้สอนหลักสูตรเกี่ยวกับสัมพัทธภาพทั่วไป ในฐานะนักทดลองเขารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ทันใดนั้นข่าวก็ปรากฏขึ้นเกี่ยวกับการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงของเวเบอร์ Weber สร้างเครื่องตรวจจับเรโซแนนท์สามเครื่องจากอลูมิเนียมขนาดของ โต๊ะและวางไว้ในที่ต่างกัน รัฐอเมริกัน- ตอนนี้เขารายงานว่าเครื่องตรวจจับทั้งสามเครื่องตรวจพบ“ เสียงของคลื่นความโน้มถ่วง”

นักเรียนของไวส์ถูกขอให้อธิบายลักษณะของคลื่นความโน้มถ่วงและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับข้อความ การศึกษารายละเอียดเขาประหลาดใจกับความซับซ้อนของการคำนวณทางคณิตศาสตร์ “ ฉันไม่เข้าใจว่านรกเวเบอร์กำลังทำอะไรเซ็นเซอร์มีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นความโน้มถ่วงอย่างไร Я подолгу сидел и спрашивал себя: „Какую я могу придумать самую примитивную вещь, чтобы она обнаруживала гравитационные волны?“ И тут мне в голову пришла идея, которую я называю концептуальной основой LIGO».

Представьте себе три предмета в пространстве-времени, скажем, зеркала в углах треугольника. «Посылайте световой сигнал от одного к другому, — рассказывал Вебер. — Смотрите, сколько времени уходит на переход от одной массы к другой, и проверяйте, изменилось ли время». Оказывается, отметил ученый, это можно сделать быстро. «Я поручил это своим студентам в качестве научного задания. แท้จริงทั้งกลุ่มสามารถทำการคำนวณเหล่านี้ได้”

В последующие годы, когда другие исследователи пытались повторить результаты эксперимента Вебера с резонансным детектором, но постоянно терпели неудачу (непонятно, что наблюдал он, но это были не гравитационные волны), Вайс начал готовить гораздо более точный и амбициозный эксперимент: гравитационно-волновой интерферометр. ลำแสงเลเซอร์สะท้อนจากกระจกสามตัวที่ติดตั้งในรูปของตัวอักษร“ L” และสร้างลำแสงสองลำ Интервал пиков и провалов световых волн точно указывает длину колен буквы «Г», которые создают оси Х и Y пространства-времени. Когда шкала неподвижна, две световые волны отражаются от углов и гасят друг друга. สัญญาณในเครื่องตรวจจับเป็นศูนย์ Но если через Землю проходит гравитационная волна, она растягивает длину одного плеча буквы «Г» и сжимает длину другого (и наоборот поочередно). Несовпадение двух световых лучей создает сигнал в детекторе, показывая легкие колебания пространства-времени.

Сначала коллеги-физики проявляли скептицизм, но вскоре эксперимент обрел поддержку в лице Торна, чья группа теоретиков из Калтеха исследовала черные дыры и прочие потенциальные источники гравитационных волн, а также порождаемые ими сигналы. Торна вдохновил эксперимент Вебера и аналогичные усилия российских ученых. หลังจากพูดคุยกับไวส์ในการประชุมในปี 2518“ ฉันเริ่มเชื่อว่าการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจะประสบความสำเร็จ” ธ อร์นกล่าว «И я хотел, чтобы Калтех в этом тоже участвовал». เขาจัดให้สถาบันจ้างนักทดลองชาวสก็อตโรนัลด์ Dreaver ซึ่งกล่าวว่าเขาจะสร้างเครื่องวัดแรงโน้มถ่วงด้วยแรงโน้มถ่วง เมื่อเวลาผ่านไป ธ อร์นคนขับและไวสส์เริ่มทำงานเป็นทีมแต่ละคนแก้ปัญหาปัญหามากมายในการเตรียมการทดลอง Это трио в 1984 году создало LIGO, а когда были построены опытные образцы и началось сотрудничество в рамках постоянно увеличивавшегося коллектива, они в начале 1990-х получили от Национального научного фондафинансирование в размере 100 миллионов долларов. พิมพ์เขียวถูกวาดขึ้นเพื่อสร้างเครื่องตรวจจับรูปตัว L ยักษ์คู่หนึ่ง ทศวรรษต่อมาเครื่องตรวจจับเริ่มทำงาน

В Ханфорде и Ливингстоне в центре каждого из четырехкилометровых колен детекторов находится вакуум, благодаря которому лазер, его пучок и зеркала максимально изолированы от постоянных колебаний планеты. Чтобы еще больше застраховаться, ученые LIGO следят за своими детекторами во время их работы при помощи тысяч приборов, измеряя все что можно: กิจกรรมแผ่นดินไหว, ความดันบรรยากาศสายฟ้าลักษณะที่ปรากฏ รังสีคอสมิก, การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์, เสียงในพื้นที่ของลำแสงเลเซอร์และอื่น ๆ Затем они отфильтровывают свои данные от этих посторонних фоновых шумов. Пожалуй, главное в том, что у них два детектора, а это позволяет сличать полученные данные, проверяя их на наличие совпадающих сигналов.

บริบท

Гравитационные волны: завершено то, что Эйнштейн начал в Берне

Swissinfo 02/13/2016

หลุมดำตายแค่ไหน

Medium 19.10.2014
Внутри создаваемого вакуума, даже в условиях полной изоляции и стабилизации лазеров и зеркал «все время происходят странные вещи», говорит заместитель пресс-секретаря проекта LIGO Марко Кавалья (Marco Cavaglià). Ученые должны отслеживать этих «золотых рыбок», «призраков», «непонятных สัตว์ประหลาดทะเล"และปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนภายนอกอื่น ๆ ค้นหาแหล่งที่มาของพวกเขาเพื่อกำจัดมัน Один трудный случай произошел на проверочном этапе, рассказала นักวิจัยวิทยาศาสตร์เจสสิก้าแมควิเวอร์สมาชิกทีม LIGO ซึ่งศึกษาสัญญาณและการแทรกแซงภายนอก ชุดของเสียงความถี่เดี่ยวเป็นระยะมักจะปรากฏขึ้นในข้อมูล Когда она вместе с коллегами преобразовала вибрации зеркал в аудиофайлы, «стал отчетливо слышен звонок телефона», сказала Макайвер. “ ปรากฎว่ามันเป็นผู้โฆษณาโทรคมนาคมโทรโทรศัพท์ภายในห้องเลเซอร์”

В предстоящие два года ученые продолжат совершенствовать чувствительность детекторов модернизированной Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO. และในอิตาลี interferometer ที่สามที่เรียกว่า Virgo ขั้นสูงจะเริ่มทำงาน Один из ответов, который помогут дать полученные данные, это как формируются черные дыры. Являются ли они продуктом схлопывания самых ранних ดาวใหญ่, или они появляются в результате столкновений внутри плотных звездных кластеров? «Это только два предположения, я полагаю, их будет больше, когда все успокоятся», — говорит Вайс. Когда в ходе предстоящей работы LIGO начнет накапливать новые статистические данные, ученые начнут слушать истории о происхождении черных дыр, которые им будет нашептывать космос.

Судя по форме и размеру, первый, самый громкий импульсный сигнал возник в 1,3 миллиарда световых лет от того места, где после длившегося вечность медленного танца под влиянием взаимного гравитационного притяжения наконец слились две черные дыры, каждая примерно в 30 раз больше солнечной массы. Черные дыры кружили все быстрее и быстрее, подобно водовороту, постепенно сближаясь. Потом произошло слияние, и они в мгновение ока выпустили гравитационные волны с энергией, сопоставимой энергии трех Солнц. การควบรวมกิจการครั้งนี้เป็นปรากฏการณ์พลังที่ทรงพลังที่สุดที่เคยบันทึกไว้

“ มันเหมือนกับว่าเราไม่เคยเห็นมหาสมุทรในช่วงพายุ” ธ อร์นกล่าว Он ждал этого шторма в пространстве-времени с 1960-х годов. То чувство, которое Торн испытал в момент, когда накатили эти волны, нельзя назвать волнением, говорит он. Это было нечто иное: чувство глубочайшего удовлетворения.

สื่อ InoSMI มีการประเมินจากสื่อต่างประเทศโดยเฉพาะ และไม่ได้สะท้อนถึงจุดยืนของกองบรรณาธิการ InoSMI

Спустя сто лет после теоретического предсказания, которое в рамках общей теории относительности сделал Альберт Эйнштейн, ученым удалось подтвердить существование гравитационных волн. Начинается эра принципиально нового метода изучения далекого космоса — гравитационно-волновой астрономии.

มีการค้นพบที่แตกต่างกัน Бывают случайные, в астрономии они встречаются часто. ไม่มีอุบัติเหตุทั้งหมดที่เกิดจากการ“ ต่อสู้กับพื้นที่” อย่างละเอียดเช่นการค้นพบดาวยูเรนัสโดยวิลเลียมเฮอร์เชล Бывают серендипические — когда искали одно, а нашли другое: так, например, открыли Америку. แต่ สถานที่พิเศษв науке занимают запланированные открытия. Они основаны на четком теоретическом предсказании. สิ่งที่คาดการณ์คือการค้นหาเป็นหลักเพื่อยืนยันทฤษฎี Именно к таким открытиям относятся обнаружение бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере и регистрация гравитационных волн с помощью лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO. แต่เพื่อที่จะลงทะเบียนปรากฏการณ์บางอย่างที่ทำนายโดยทฤษฎีคุณต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องดูและสถานที่รวมถึงเครื่องมือใดที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้

คลื่นความโน้มถ่วงเรียกว่าการทำนายทฤษฎีทั่วไปของสัมพัทธภาพ (GTR) และนี่เป็นเช่นนั้น (แม้ว่าตอนนี้คลื่นดังกล่าวจะมีอยู่ในทุกรุ่นที่เป็นทางเลือกหรือเสริม GTR) К появлению волн приводит конечность скорости распространения ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง(в ОТО эта скорость в точности равна скорости света). Такие волны — возмущения пространства-времени, распространяющиеся от источника. Для возникновения гравитационных волн необходимо, чтобы источник пульсировал или ускоренно двигался, но определенным образом. สมมติว่าการเคลื่อนไหวด้วยสมมาตรทรงกลมหรือทรงกระบอกที่สมบูรณ์แบบไม่เหมาะสม มีแหล่งที่มาค่อนข้างมาก แต่บ่อยครั้งที่พวกเขามีมวลน้อยไม่เพียงพอที่จะสร้างสัญญาณที่ทรงพลัง ท้ายที่สุดแรงโน้มถ่วงเป็นจุดอ่อนที่สุดของทั้งสี่ ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะลงทะเบียนสัญญาณความโน้มถ่วง นอกจากนี้สำหรับการลงทะเบียนมีความจำเป็นที่สัญญาณจะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไปนั่นคือมันมีความถี่สูงเพียงพอ Иначе нам не удастся его зарегистрировать, так как изменения будут слишком медленными. Значит, объекты должны быть еще и компактными.

Первоначально большой энтузиазм вызывали вспышки сверхновых, происходящие в галактиках вроде нашей раз в несколько десятков лет. Значит, если удастся достичь чувствительности, позволяющей видеть сигнал с расстояния в несколько миллионов световых лет, можно рассчитывать на несколько сигналов в год. Но позднее оказалось, что первоначальные оценки мощности выделения энергии в виде гравитационных волн во время взрыва сверхновой были слишком оптимистичными, и зарегистрировать подобный слабый сигнал можно было бы только в случае, если б сверхновая вспыхнула в нашей Галактике.

อีกทางเลือกที่ยิ่งใหญ่ วัตถุขนาดกะทัดรัดการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ Мы можем увидеть или процесс их образования, или процесс взаимодействия друг с другом. The last stages of the collapse of stellar cores, leading to the formation of compact objects, as well as the last stages of the merger of neutron stars and black holes, have a duration of the order of several milliseconds (which corresponds to a frequency of หลายร้อยเฮิร์ตซ์) - สิ่งที่จำเป็น При этом выделяется много энергии, в том числе (а иногда и в основном) в виде гравитационных волн, так как массивные компактные тела совершают те или иные быстрые движения. นี่คือแหล่งอุดมคติของเรา

จริงซุปเปอร์โนวาปะทุขึ้นในกาแล็กซี่ทุก ๆ สองสามทศวรรษการควบรวมของดาวนิวตรอนเกิดขึ้นทุก ๆ สองหมื่นปีและหลุมดำรวมกันบ่อยครั้ง Зато сигнал гораздо мощнее, и его характеристики можно достаточно точно рассчитать. แต่ตอนนี้เราต้องสามารถเห็นสัญญาณจากระยะทางหลายร้อยล้านปีแสงเพื่อให้ครอบคลุมกาแลคซีหลายหมื่นหลายหมื่นและตรวจจับสัญญาณหลายสัญญาณในหนึ่งปี

Определившись с источниками, начнем проектировать детектор. Для этого надо понять, что же делает гравитационная волна. Не вдаваясь в детали, можно сказать, что прохождение гравитационной волны вызывает приливную силу (обычные лунные или солнечные приливы — это отдельное явление, и гравитационные волны тут ни при чем). Так что можно взять, например, металлический цилиндр, снабдить датчиками и изучать его колебания. Это несложно, поэтому такие установки начали делать еще полвека назад (есть они и в России, сейчас в Баксанской подземной лаборатории монтируется усовершенствованный детектор, разработанный командой Валентина Руденко из ГАИШ МГУ). Проблема в том, что такой прибор будет видеть сигнал без всяких гравитационных волн. Есть масса шумов, с которыми трудно бороться. เป็นไปได้ (และทำเสร็จแล้ว!) เพื่อติดตั้งเครื่องตรวจจับใต้ดินพยายามแยกมันให้เย็นลง อุณหภูมิต่ำแต่ถึงกระนั้นเพื่อให้เกินระดับเสียงรบกวนจะต้องมีสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่ทรงพลังมาก แต่สัญญาณที่ทรงพลังมาไม่ค่อย

ดังนั้นตัวเลือกจึงเป็นที่โปรดปรานของโครงการอื่นซึ่งถูกหยิบยกขึ้นมาในปี 1962 โดย Vladislav Pustovoit และ Mikhail Herzenstein В статье, опубликованной в ЖЭТФ (Журнал экспериментальной и теоретической физики), они предложили использовать для регистрации гравитационных волн интерферометр Майкельсона. ลำแสงเลเซอร์วิ่งระหว่างกระจกในแขนสองแขนของ interferometer จากนั้นเพิ่มคานจากแขนที่แตกต่างกัน โดยการวิเคราะห์ผลลัพธ์ของการรบกวนลำแสงการเปลี่ยนแปลงความยาวของแขนสามารถวัดได้ Это очень точные измерения, поэтому, если победить шумы, можно достичь фантастической чувствительности.

В начале 1990-х было принято решение о строительстве нескольких детекторов по такой схеме. Первыми в строй должны были войти относительно небольшие установки, GEO600 в Европе и ТАМА300 в Японии (числа соответствуют длине плеч в метрах) для обкатки технологии. Но основными игроками должны были стать установки LIGO в США и VIRGO в Европе. ขนาดของเครื่องมือเหล่านี้วัดเป็นกิโลเมตรแล้วและความไวที่วางแผนไว้ขั้นสุดท้ายควรอนุญาตให้เห็นหลายสิบถ้าไม่ใช่หลายร้อยเหตุการณ์ต่อปี

เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์หลายตัว? В первую очередь для перекрестной проверки, поскольку существуют локальные шумы (например, сейсмические). Одновременная регистрация сигнала на северо-западе США и в Италии была бы прекрасным свидетельством его внешнего происхождения- Но есть и вторая причина: гравитационно-волновые детекторы очень плохо определяют направление на источник. А вот если разнесенных детекторов будет несколько, указать направление можно будет довольно точно.

Лазерные исполины

В своем первоначальном виде детекторы LIGO были построены в 2002 году, a VIRGO — в 2003-м. По плану это был лишь первый этап. การติดตั้งทั้งหมดดำเนินการเป็นเวลาหลายปีและในปี 2010-2011 พวกเขาถูกหยุดเพื่อแก้ไขเพื่อให้ถึงความไวสูงที่วางแผนไว้ เครื่องตรวจจับ LIGO เป็นเครื่องแรกที่ทำงานในเดือนกันยายน 2558 ราศีกันย์ควรเข้าร่วมในช่วงครึ่งหลังของปี 2559 และจากขั้นตอนนี้ความไวทำให้เราหวังว่าจะบันทึกเหตุการณ์อย่างน้อยหลายครั้งต่อปี

หลังจาก LIGO เริ่มดำเนินการอัตราการระเบิดที่คาดหวังคือประมาณหนึ่งเหตุการณ์ต่อเดือน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คาดการณ์ล่วงหน้าว่าเหตุการณ์ที่คาดหวังครั้งแรกคือการควบรวมกิจการของหลุมดำ Связано это с тем, что черные дыры обычно раз в десять тяжелее нейтронных звезд, сигнал получается мощнее, и его «видно» с больших расстояний, что с лихвой компенсирует меньший темп событий в расчете на одну галактику. โชคดีที่เราไม่ต้องรอนาน เมื่อวันที่ 14 กันยายน 2558 การติดตั้งทั้งสองได้ลงทะเบียนสัญญาณเกือบเหมือนกันชื่อ GW150914

С помощью довольно простого анализаข้อมูลเช่นมวลหลุมดำความแรงของสัญญาณและระยะทางไปยังแหล่งกำเนิดสามารถรับได้ มวลและขนาดของหลุมดำมีความสัมพันธ์กันอย่างง่ายและดี известным образом, а по частоте сигнала сразу можно оценить размер области выделения энергии. ใน ในกรณีนี้размер указывал на то, что из двух дыр массой 25-30 и 35-40 солнечных масс образовалась черная дыра с массой более 60 солнечных масс. รู้ข้อมูลนี้คุณจะได้รับ полную энергиюสาด. В гравитационное излучение перешло почти три массы Солнца. Это соответствует светимости 1023 светимостей Солнца — примерно столько же, сколько за это время (сотые доли секунды) излучают все звезды в видимой части Вселенной. และจากพลังงานและขนาดที่รู้จักของสัญญาณที่วัดได้ระยะทางจะได้รับ Большая масса слившихся тел позволила зарегистрировать событие, произошедшее в далекой галактике: сигнал шел к нам примерно 1,3 млрд лет.

มากกว่า การวิเคราะห์โดยละเอียดпозволяет уточнить отношение масс черных дыр и понять, как они вращались вокруг своей оси, а также определить и некоторые другие параметры. Кроме того, сигнал с двух установок позволяет примерно определить направление всплеска. К сожалению, пока тут точность не очень велика, но с вводом в строй обновленной VIRGO она возрастет. А еще через несколько лет начнет принимать сигналы японский детектор KAGRA. Затем один из детекторов LIGO (изначально их было три, одна из установок была сдвоенной) будет собран в Индии, и ожидается, что тогда будут регистрироваться многие десятки событий в год.

ยุคของดาราศาสตร์ใหม่

ในขณะนี้มากที่สุด ผลลัพธ์ที่สำคัญработы LIGO — это подтверждение существования гравитационных волн. In addition, the very first burst made it possible to improve the restrictions on the mass of the graviton (in general relativity it has zero mass), as well as to more strongly limit the difference between the speed of propagation of gravity and the speed of แสงสว่าง. Но ученые надеются, что уже в 2016 году они смогут получать с помощью LIGO и VIRGO много новых астрофизических данных.

Во-первых, данные гравитационно-волновых обсерваторий — это новый канал изучения черных дыр. If previously it was only possible to observe the flows of matter in the vicinity of these objects, now you can directly “see” the process of merging and “calming” the resulting black hole, how its horizon fluctuates, taking on its final shape ( กำหนดโดยการหมุน) อาจเป็นไปได้ว่าจนกว่าการค้นพบการระเหยของหลุมดำของฮอว์คิง (สำหรับตอนนี้กระบวนการนี้ยังคงเป็นสมมติฐาน) การศึกษาการควบรวมกิจการจะให้ข้อมูลโดยตรงที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพวกเขา

Во-вторых, наблюдения слияний нейтронных звезд дадут много новой, крайне ข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับวัตถุเหล่านี้ เป็นครั้งแรกที่เราจะสามารถศึกษาดาวนิวตรอนในแบบที่นักฟิสิกส์ศึกษาอนุภาค: ดูพวกเขาชนกันเพื่อทำความเข้าใจว่าพวกเขาทำงานภายในอย่างไร Загадка строения недр нейтронных звезд волнует и астрофизиков, и физиков. ความเข้าใจของเรา ฟิสิกส์นิวเคลียร์และพฤติกรรมของสสารที่ความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษไม่สมบูรณ์โดยไม่ต้องแก้ไขปัญหานี้ เป็นไปได้ว่าการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงจะมีบทบาทสำคัญที่นี่

เป็นที่เชื่อกันว่าการควบรวมกิจการของนิวตรอนมีหน้าที่รับผิดชอบในการระเบิดแกมม่า-เรย์สั้น ๆ ในกรณีที่หายากมันจะเป็นไปได้ที่จะสังเกตเห็นเหตุการณ์ทั้งในช่วงแกมม่าและเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง (ความหายากเกิดจากความจริงที่ว่าสัญญาณแกมม่านั้นมีความเข้มข้นอยู่ในลำแสงที่แคบมาก always directed at us, but secondly, we will not register gravitational waves from very distant events). เห็นได้ชัดว่าจะต้องใช้เวลาหลายปีในการสังเกตเพื่อให้สามารถเห็นสิ่งนี้ (แม้ว่าตามปกติคุณอาจโชคดีและมันจะเกิดขึ้นในวันนี้) จากนั้นเราจะสามารถเปรียบเทียบความเร็วของแรงโน้มถ่วงกับความเร็วแสงได้อย่างแม่นยำ

Таким образом, лазерные интерферометры вместе будут работать как единый гравитационно-волновой телескоп, приносящий новые знания и астрофизикам, и физикам. Ну а за открытие первых всплесков и их анализ рано или поздно будет вручена заслуженная รางวัลโนเบล.

2197

Официальным днем открытия (детектирования) гравитационных волн считается 11 февраля 2016 года. Именно тогда, на состоявшейся в Вашингтоне пресс-конференции, руководителями коллаборации LIGO было объявлено, что коллективу исследователей удалось впервые в истории человечества зафиксировать это явление.

คำทำนายของ Great Einstein

О том, что гравитационные волны существуют, еще в начале прошлого века (1916 г.) предположил Альберт Эйнштейн в рамках сформулированной им Общей теории относительности (ОТО). Остается только поражаться гениальным способностям знаменитого физика, который при минимуме реальных данных смог сделать такие далеко идущие выводы. Среди множества прочих предсказанных физических явлений, нашедших подтверждение в последующее столетие (замедление течения времени, изменение направления электромагнитного излучения в гравитационных поляхи пр.) практически обнаружить наличие этого типа волнового взаимодействия тел до последнего времени не удавалось.

Гравитация - иллюзия?

โดยทั่วไปในแง่ของทฤษฎีสัมพัทธภาพแรงโน้มถ่วงแทบจะไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นแรง возмущения или искривления пространственно-временного континуума. เป็นตัวอย่างที่ดี, иллюстрирующим данный постулат, может служить натянутый кусок ткани. Под тяжестью размещенного на такой поверхности массивного предмета образуется углубление. Прочие объекты при движении вблизи этой аномалии будут изменять траекторию своего движения, как бы "притягиваясь". และยิ่งน้ำหนักของวัตถุมากขึ้นเท่านั้น เมื่อมันเคลื่อนที่ข้ามผ้าเราสามารถสังเกตการปรากฏตัวของ "ระลอก" ที่แตกต่างกัน

สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นในอวกาศ สสารขนาดใหญ่ที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วเป็นแหล่งของความผันผวนในความหนาแน่นของอวกาศและเวลา Гравитационная волна с существенной амплитудой, образуется телами с чрезвычайно большими массами или при движении с огромными ускорениями.

ลักษณะทางกายภาพ

Колебания метрики пространство-время проявляют себя, как изменения поля тяготения. Это явление иначе называют пространственно-временной рябью. Гравитационная волна воздействует на встреченные тела и объекты, сжимая и растягивая их. ขนาดของการเสียรูปไม่สำคัญมาก - ประมาณ 10 -21 จากขนาดดั้งเดิม Вся трудность обнаружения этого явления заключалась в том, что исследователям необходимо было научиться измерять и фиксировать подобные изменения с помощью соответствующей аппаратуры. พลังของการแผ่รังสีแรงโน้มถ่วงนั้นมีขนาดเล็กมาก - สำหรับระบบสุริยจักรวาลทั้งหมดมันมีหลายกิโลวัตต์

ความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นความโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวกลางที่ดำเนินการเล็กน้อย Амплитуда колебаний с удалением от источника постепенно уменьшается, но никогда не достигает нулевого значения. ความถี่มีตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยเฮิร์ตซ์ ความเร็วของคลื่นความโน้มถ่วงในสื่อระหว่างดวงดาวเข้าใกล้ความเร็วของแสง

หลักฐานตามสถานการณ์

การยืนยันทางทฤษฎีครั้งแรกของการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงได้รับจากนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันโจเซฟเทย์เลอร์และผู้ช่วยรัสเซลฮัลส์ของเขาในปี 2517 การศึกษาความกว้างใหญ่ของจักรวาลโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Arecibo Observatory (เปอร์โตริโก) นักวิจัยค้นพบ Pulsar PSR B1913+16 ซึ่งเป็น ระบบคู่ดาวนิวตรอนโคจร ศูนย์ทั่วไปมวลที่มีค่าคงที่ ความเร็วเชิงมุม(เพียงพอ กรณีที่หายาก- ทุกปี ระยะเวลาการหมุนเวียนจากเดิม 3.75 ชั่วโมง ลดลง 70 มิลลิวินาที ค่านี้สอดคล้องกับข้อสรุปจากสมการสัมพัทธภาพทั่วไปโดยสมบูรณ์ ซึ่งคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของความเร็วในการหมุนของระบบดังกล่าวอันเนื่องมาจากการใช้พลังงานที่สิ้นเปลืองในการสร้างคลื่นความโน้มถ่วง ต่อมาได้ค้นพบพัลซาร์คู่และดาวแคระขาวหลายดวงที่มีพฤติกรรมคล้ายกัน นักดาราศาสตร์วิทยุ ดี. เทย์เลอร์ และ อาร์. ฮัลส์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1993 จากการค้นพบความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการศึกษาสนามโน้มถ่วง

หลุดพ้นจากคลื่นความโน้มถ่วง

การประกาศครั้งแรกเกี่ยวกับการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงมาจากนักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ Joseph Weber (สหรัฐอเมริกา) ในปี 1969 เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ เขาใช้เสาอากาศโน้มถ่วง 2 อันที่เขาออกแบบเอง โดยแยกจากกันเป็นระยะทาง 2 กิโลเมตร เครื่องตรวจจับเรโซแนนซ์เป็นกระบอกอะลูมิเนียมแข็งยาว 2 เมตรที่หุ้มฉนวนอย่างดี มีเซนเซอร์เพียโซอิเล็กทริกที่ไวต่อการสั่นสะเทือน แอมพลิจูดของการแกว่งที่ถูกกล่าวหาว่าบันทึกโดย Weber นั้นสูงกว่าค่าที่คาดไว้มากกว่าล้านเท่า ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ที่จะทำซ้ำ "ความสำเร็จ" โดยใช้อุปกรณ์ที่คล้ายกัน นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ผลลัพธ์ที่เป็นบวกไม่ได้นำมันมา ไม่กี่ปีต่อมางานของ Weber ในด้านนี้ได้รับการยอมรับว่าไม่สามารถป้องกันได้ แต่เป็นแรงผลักดันในการพัฒนา "ความเจริญของแรงโน้มถ่วง" ซึ่งดึงดูดผู้เชี่ยวชาญหลายคนให้เข้ามาวิจัยในสาขานี้ อย่างไรก็ตามโจเซฟเวเบอร์เองก็มั่นใจจนกระทั่งสิ้นยุคของเขาว่าเขาได้รับคลื่นความโน้มถ่วง

การปรับปรุงอุปกรณ์การรับ

ในยุค 70 นักวิทยาศาสตร์ Bill Fairbank (USA) พัฒนาการออกแบบเสาอากาศคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งระบายความร้อนด้วย SQUIDS - เครื่องวัดสนามแม่เหล็กที่มีความไวสูงเป็นพิเศษ เทคโนโลยีที่มีอยู่ในเวลานั้นไม่อนุญาตให้นักประดิษฐ์มองเห็นผลิตภัณฑ์ของเขาที่ทำด้วย "โลหะ"

จัดทำขึ้นตามหลักการนี้ เครื่องตรวจจับแรงโน้มถ่วง Auriga ที่ห้องปฏิบัติการ Legnara แห่งชาติ (ปาดัว ประเทศอิตาลี) การออกแบบมีพื้นฐานมาจากกระบอกอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม ซึ่งมีความยาว 3 เมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 ม. อุปกรณ์รับสัญญาณที่มีน้ำหนัก 2.3 ตันถูกแขวนไว้ในห้องสุญญากาศที่หุ้มฉนวนซึ่งระบายความร้อนจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ในการบันทึกและตรวจจับแรงกระแทก จะใช้เครื่องสะท้อนเสียงแบบกิโลกรัมเสริมและหน่วยการวัดโดยใช้คอมพิวเตอร์ ความไวที่ระบุของอุปกรณ์คือ 10 -20

อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์

การทำงานของเครื่องตรวจจับสัญญาณรบกวนของคลื่นความโน้มถ่วงนั้นใช้หลักการเดียวกันกับที่เครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ของ Michelson ทำงาน ลำแสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแบ่งออกเป็นสองกระแส หลังจากการสะท้อนและการเดินทางหลายครั้งไปตามแขนของอุปกรณ์ กระแสต่างๆ จะถูกนำมารวมกันอีกครั้ง และจะตัดสินจากสิ่งสุดท้ายว่ามีสิ่งรบกวนใดๆ (เช่น คลื่นความโน้มถ่วง) ส่งผลต่อวิถีของรังสีหรือไม่ อุปกรณ์ที่คล้ายกันนี้ถูกสร้างขึ้นในหลายประเทศ:

• GEO 600 (ฮันโนเวอร์ ประเทศเยอรมนี) ความยาวของอุโมงค์สุญญากาศคือ 600 เมตร
• TAMA (ญี่ปุ่น) ไหล่กว้าง 300 ม.
• VIRGO (ปิซา ประเทศอิตาลี) เป็นโครงการร่วมฝรั่งเศส-อิตาลีที่เปิดตัวในปี 2550 โดยมีอุโมงค์ยาว 3 กิโลเมตร
• LIGO (สหรัฐอเมริกา ชายฝั่งแปซิฟิก) ซึ่งค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงมาตั้งแต่ปี 2545

หลังนี้ควรพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติม

ลิโกขั้นสูง

โครงการนี้สร้างขึ้นจากความคิดริเริ่มของนักวิทยาศาสตร์จากแมสซาชูเซตส์และแคลิฟอร์เนีย สถาบันเทคโนโลยี- ประกอบด้วยหอดูดาวสองแห่งซึ่งแยกจากกัน 3,000 กม. ในวอชิงตัน (เมืองลิฟวิงสตันและแฮนฟอร์ด) ด้วยอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ที่เหมือนกันสามตัว ความยาวของอุโมงค์สุญญากาศตั้งฉากคือ 4 พันเมตร เหล่านี้เป็นโครงสร้างดังกล่าวที่ใหญ่ที่สุดที่ดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน จนถึงปี 2011 ความพยายามหลายครั้งในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงไม่ได้ให้ผลลัพธ์ใดๆ เลย การปรับปรุงใหม่ที่สำคัญที่ดำเนินการ (Advanced LIGO) เพิ่มความไวของอุปกรณ์ในช่วง 300-500 Hz มากกว่าห้าเท่าและในภูมิภาคความถี่ต่ำ (สูงถึง 60 Hz) เกือบเป็นลำดับความสำคัญถึง มูลค่าโลภของ 10 -21 โครงการที่อัปเดตนี้เริ่มต้นในเดือนกันยายน 2558 และความพยายามของพนักงานที่ทำงานร่วมกันมากกว่าพันคนก็ได้รับรางวัลตามผลลัพธ์ที่ได้รับ

ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง

เมื่อวันที่ 14 กันยายน 2558 เครื่องตรวจจับ LIGO ขั้นสูงด้วยช่วงเวลา 7 มิลลิวินาทีบันทึกคลื่นความโน้มถ่วงที่มาถึงโลกของเราจากเหตุการณ์ที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นที่ชานเมืองจักรวาลที่สังเกตได้ - การรวมตัวกันของหลุมดำขนาดใหญ่สองแห่งที่มีมวล 29 และ 36 เท่า มากกว่ามวลของดวงอาทิตย์ ในระหว่างกระบวนการนี้ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ 1.3 พันล้านปีก่อน สสารประมาณ 3 มวลดวงอาทิตย์ถูกใช้ไปในเวลาเสี้ยววินาทีโดยการเปล่งคลื่นความโน้มถ่วง ความถี่เริ่มต้นของคลื่นความโน้มถ่วงที่บันทึกไว้คือ 35 เฮิรตซ์ และความถี่สูงสุด ค่าสูงสุดถึง 250 เฮิรตซ์

ผลลัพธ์ที่ได้รับต้องผ่านการตรวจสอบและประมวลผลอย่างครอบคลุมซ้ำแล้วซ้ำเล่า และการตีความข้อมูลทางเลือกอื่นๆ ที่ได้รับก็ถูกตัดออกอย่างระมัดระวัง ในที่สุดเมื่อปีที่แล้ว ได้มีการประกาศการลงทะเบียนโดยตรงของปรากฏการณ์ที่ไอน์สไตน์ทำนายไว้ต่อประชาคมโลก

ข้อเท็จจริงที่แสดงให้เห็นถึงงานไททานิกของนักวิจัย: แอมพลิจูดของความผันผวนของขนาดของแขนอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์คือ 10 -19 ม. - ค่านี้มีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมเท่ากับจำนวนเท่าเนื่องจากตัวอะตอมเองมีขนาดเล็กกว่า ส้ม.

แนวโน้มในอนาคต

การค้นพบนี้ยืนยันอีกครั้งว่า ทฤษฎีทั่วไปทฤษฎีสัมพัทธภาพไม่ได้เป็นเพียงชุดของสูตรนามธรรม แต่เป็นพื้นฐาน รูปลักษณ์ใหม่เกี่ยวกับแก่นแท้ของคลื่นความโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วงโดยทั่วไป

ใน การวิจัยเพิ่มเติมนักวิทยาศาสตร์ตั้งความหวังไว้สูงสำหรับโครงการ ELSA นั่นคือการสร้างอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ในวงโคจรขนาดยักษ์ที่มีแขนยาวประมาณ 5 ล้านกิโลเมตร ซึ่งสามารถตรวจจับการรบกวนเล็กน้อยในสนามโน้มถ่วงได้ การเปิดใช้งานงานในทิศทางนี้สามารถบอกเล่าสิ่งใหม่ ๆ มากมายเกี่ยวกับขั้นตอนหลักของการพัฒนาจักรวาลเกี่ยวกับกระบวนการที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตในช่วงแบบดั้งเดิม ไม่ต้องสงสัยเลยว่าหลุมดำซึ่งจะถูกตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงในอนาคต จะบอกเล่าธรรมชาติของพวกมันได้มากมาย

เพื่อศึกษาการสะท้อนรังสีความโน้มถ่วงซึ่งสามารถบอกช่วงเวลาแรกของโลกหลังจากนั้นได้ บิ๊กแบงจะต้องใช้เครื่องมืออวกาศที่มีความละเอียดอ่อนมากกว่านี้ มีโครงการดังกล่าวอยู่ ( ผู้สังเกตการณ์บิ๊กแบง) แต่ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าการนำไปปฏิบัตินั้นเป็นไปได้ไม่ช้ากว่าใน 30-40 ปี