Есть конспект?
Пришлите нам!

Ученые пытаются найти пути для того, чтобы засечь гравитационные волны, вызванные слияниями черных дыр.


УЧЕНЫЕ ПЫТАЮТСЯ НАЙТИ ПУТИ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ЗАСЕЧЬ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ, ВЫЗВАННЫЕ СЛИЯНИЯМИ ЧЕРНЫХ ДЫР.

Слияние черных дыр будет сотрясать пространство и время гравитационными волнами, которые начнутся с тихих колебаний, затем вырастут до грозовых раскатов и к моменту воссоединения возникнет заключительный и самый мощный резонанс, который и можно будет засечь приборами, считают исследователи международной команды ученых, разработавших новую компьютерную модель такого слияния черных дыр, основанного на уравнениях Эйнштейна.

Результаты исследований были представлены на прошлой неделе в Fourth International LISA Symposium по гравитационным воздействиям в Государственном Университете Штата Пенсильвания.

Гравитационные волны представляют собой форму радиации, предсказанной Эйнштейном, но которая пока еще непосредственно не обнаружена. "Столкновение двух черных дыр - это предельное проявление теории эффектов Общей Теории Относительности Эйнштейна", сказал Ли Сэмюэль Финн, директор Центра Гравитационной Волновой Физики в Государственном Университете Штата Пенсильвания и председатель научного организационного комитета симпозиума LISA.

"Мы можем только наблюдать черные дыры, поглощающие друг друга, через гравитационные волны", сказал Джон Бакер из NASA Goddard Space Flight Center в Гринбелт, Штате Мэриленд. "Эта модель первый шаг к пониманию, как лучше ловить такие волны - визуально или путем фиксирования звуковых колебаний."

Бакер и его коллеги, Мануэла Кампанелли и Карлос Лоусто из Техасского Университета в Брайнсвилле и Риоджи Такахаши из Теоретического Центра Астрофизики в Копенгагене, все вместе известные, как “Команда Lazarus”, недавно опубликовали статью относительно этого моделирования в журнале Physical Review D. Копия статьи "Моделирование гравитационной радиации от слипания бинарных черных дыр", доступна на http://arxiv.org/abs/astro-ph/0202469.

Гравитационные волны согласно теории слегка колеблются, проходя через пространство подобно волнам в океане. Эти экзотические волны могут нести через всю Вселенную прямую информацию относительно черных дыр, взрывов звезд или информации относительно Большого Взрыва непосредственно. Гравитационные волны воспроизводятся массивными объектами в движении. Волны путешествуют со скоростью света в широких пределах частот, унося энергию от источника.

В отличие от световых и электромагнитных волн, гравитационные волны не взаимодействуют прямо с веществом. Прохождение гравитационных волн изменяет интервал между объектами, мягко перемещая их друг от друга, как две лодки друг от друга то отделяются, то приближаются морскими волнами. Даже для объектов так далеко находящихся друг от друга, как Земля и Луна, гравитационные волны могли бы изменять их расстояние только на длину в тысячу раз меньшее, чем размер атома. Столь ничтожное изменение расстояния практически невозможно зафиксировать на фоне постоянно меняющихся пространственных координат небесных тел и слишком малой точности современных измерений космических объектов.

Поэтому обнаружение решили вести по иному пути. Для этого создали Лазерный Гравитационный Интерферометр - это волновая Обсерватория LIGO в Вашингтоне и Штате Луизиана, - проект, финансируемый Национальным Научным Обществом, который уже скоро начнет свою работу. Исследователи надеются обнаружить интервалы между мирами, измененными гравитационными волнами.

События, которые производят обнаруживаемые сильные гравитационные волны, - это слияние черных дыр, нейтронных звезд, галактик и взрывы сверхновых. Команда Lazarus сосредоточилась на наблюдении потенциальных зон, где теоретически присутствуют бинарные черные дыры, находящиеся на заключительной стадии слияния. Созданная ими модель также может анализировать слияния галактик посредством анализа взаимодействия от слияния их ядер - супермассивных черных дыр в центре каждой галактики.

Моделирование базируется на нелинейных уравнениях Эйнштейна, чтобы описать критический момент, когда черные дыры сливаются вместе. Анализ этой ситуации требует задействования суперкомпьютера со 100 гигабайтами оперативной памяти. Простая Ньютоновская теория не объясняет коробление пространства-времени силой тяжести, предсказанной Общей Теорией Относительности, и таким образом неадекватна для описания физических законов вблизи действия сильных гравитационных полей около черной дыры.

Модель подтверждает ранее проведенные исследования по моделированию, согласно которым гравитационные волны от слияния черных дыр будут относительно слабы до самого момента слияния. Тогда, пик волны растет сильнее и достигает эффекта “грозового раската” в высшей своей точке - объединении. Черные дыры звездного размера произвели бы при слиянии волны с частотой приблизительно 10 герц, в диапазоне фиксирования приборами наземного датчика LIGO. Супермассивные черные дыры произвели бы волны с частотой в тысячи герц, и этот сигнал должен быть пойман уже со спутника LISA.

Информация для контакта:


Dr.BoT© Konspektiruem.ru