Metoda pretvaranja gravitacijskih valova u mehaničko gibanje. Gravitacijski valovi: najvažnija stvar o kolosalnom otkriću. Zašto je otkrivanje valova toliko važno za fiziku

Gravitacijski valovi - umjetnički prikaz

Gravitacijski valovi su poremećaji prostorno-vremenske metrike koji se odvajaju od izvora i šire poput valova (tzv. “prostorno-vremenski valovi”).

U općoj teoriji relativnosti i u većini drugih modernih teorija gravitacije, gravitacijski valovi nastaju kretanjem masivnih tijela s promjenjivom akceleracijom. Gravitacijski valovi slobodno se šire u prostoru brzinom svjetlosti. Zbog relativne slabosti gravitacijskih sila (u usporedbi s ostalima) ovi valovi imaju vrlo malu magnitudu koju je teško registrirati.

Polarizirani gravitacijski val

Gravitacijske valove predviđa Opća teorija relativnosti (GR) i mnoge druge. Prvi put su izravno detektirani u rujnu 2015. s dva detektora blizanaca, koji su detektirali gravitacijske valove koji su vjerojatno nastali spajanjem dva u jednu, masivniju, rotirajuću crnu rupu. Neizravni dokazi o njihovom postojanju poznati su od 1970-ih – Opća teorija relativnosti predviđa brzinu konvergencije bliskih sustava zbog gubitka energije zbog emisije gravitacijskih valova, što se poklapa s opažanjima. Izravno registriranje gravitacijskih valova i njihovo korištenje za određivanje parametara astrofizičkih procesa važan je zadatak suvremene fizike i astronomije.

U okviru opće relativnosti, gravitacijski valovi se opisuju rješenjima Einsteinovih jednadžbi valnog tipa, koje predstavljaju poremećaj metrike prostor-vrijeme koja se kreće brzinom svjetlosti (u linearnoj aproksimaciji). Manifestacija ove smetnje trebala bi biti, posebice, periodična promjena udaljenosti između dviju ispitnih masa koje slobodno padaju (to jest, na koje ne utječu nikakve sile). Amplituda h gravitacijski val je bezdimenzijska veličina – relativna promjena udaljenosti. Predviđene maksimalne amplitude gravitacijskih valova od astrofizičkih objekata (na primjer, kompaktnih binarnih sustava) i fenomena (eksplozije, spajanja, zarobljavanja crnim rupama itd.) kada su izmjerene vrlo su male ( h=10 −18 -10 −23). Slabi (linearni) gravitacijski val, prema općoj teoriji relativnosti, prenosi energiju i količinu gibanja, giba se brzinom svjetlosti, transverzalan je, četveropolni i opisuje se s dvije neovisne komponente koje se međusobno nalaze pod kutom od 45° ( ima dva smjera polarizacije).

Različite teorije različito predviđaju brzinu širenja gravitacijskih valova. U općoj teoriji relativnosti jednaka je brzini svjetlosti (u linearnoj aproksimaciji). U drugim teorijama gravitacije, može uzeti bilo koju vrijednost, uključujući beskonačnost. Prema prvoj registraciji gravitacijskih valova pokazalo se da je njihova disperzija kompatibilna s gravitonom bez mase, a brzina je procijenjena jednakom brzini svjetlosti.

Generiranje gravitacijskih valova

Sustav dviju neutronskih zvijezda stvara valove u prostorvremenu

Gravitacijski val emitira svaka tvar koja se kreće asimetričnim ubrzanjem. Da bi se pojavio val značajne amplitude, potrebna je ekstremno velika masa emitera i/ili ogromna ubrzanja; amplituda gravitacijskog vala je izravno proporcionalna prva derivacija akceleracije a masa generatora, odnosno ~ . Međutim, ako se neki objekt kreće ubrzano, to znači da na njega djeluje neka sila iz drugog tijela. Zauzvrat, ovaj drugi objekt doživljava suprotan učinak (prema Newtonovom 3. zakonu), i ispada da m 1 a 1 = − m 2 a 2 . Ispostavilo se da dva objekta emitiraju gravitacijske valove samo u paru, a kao rezultat interferencije oni se međusobno gotovo potpuno poništavaju. Stoga gravitacijsko zračenje u općoj teoriji relativnosti uvijek ima multipolni karakter barem kvadrupolnog zračenja. Osim toga, za nerelativističke emitere u izrazu za intenzitet zračenja postoji mali parametar gdje je gravitacijski radijus emitera, r- njegova karakteristična veličina, T- karakterističan period kretanja, c- brzina svjetlosti u vakuumu.

Najjači izvori gravitacijskih valova su:

• sudaranje (ogromne mase, vrlo mala ubrzanja),
• gravitacijski kolaps binarnog sustava kompaktnih objekata (kolosalna ubrzanja s prilično velikom masom). Kao poseban i najzanimljiviji slučaj - spajanje neutronskih zvijezda. U takvom sustavu, luminozitet gravitacijskih valova je blizu maksimalnog Planckovog luminoziteta mogućeg u prirodi.

Gravitacijski valovi koje emitira sustav dvaju tijela

Dva tijela koja se kreću po kružnim orbitama oko zajedničkog centra mase

Dva gravitacijski vezana tijela s masama m 1 i m 2, kreće se nerelativistički ( v << c) u kružnim orbitama oko njihovog zajedničkog središta mase na udaljenosti r jedni od drugih emitiraju gravitacijske valove sljedeće energije, u prosjeku tijekom razdoblja:

Zbog toga sustav gubi energiju, što dovodi do konvergencije tijela, odnosno do smanjenja udaljenosti između njih. Brzina približavanja tijela:

Za Sunčev sustav, na primjer, najveće gravitacijsko zračenje proizvodi podsustav i . Snaga ovog zračenja je približno 5 kilovata. Dakle, energija koju Sunčev sustav godišnje gubi na gravitacijsko zračenje potpuno je zanemariva u usporedbi s karakterističnom kinetičkom energijom tijela.

Gravitacijski kolaps binarnog sustava

Svaka dvostruka zvijezda, kada se njezine komponente okreću oko zajedničkog centra mase, gubi energiju (kao što se pretpostavlja - zbog emisije gravitacijskih valova) i na kraju se stapa zajedno. Ali za obične, nekompaktne, dvostruke zvijezde, ovaj proces traje jako dugo, mnogo duže od današnjeg doba. Ako se kompaktni binarni sustav sastoji od para neutronskih zvijezda, crnih rupa ili njihove kombinacije, tada se spajanje može dogoditi unutar nekoliko milijuna godina. Prvo, objekti se približavaju, a njihov period revolucije se smanjuje. Zatim, u završnoj fazi, dolazi do sudara i asimetričnog gravitacijskog kolapsa. Taj proces traje djelić sekunde, a za to vrijeme energija se gubi u gravitacijsko zračenje, koje prema nekim procjenama iznosi više od 50% mase sustava.

Osnovna egzaktna rješenja Einsteinovih jednadžbi za gravitacijske valove

Bondi-Pirani-Robinsonovi tjelesni valovi

Ti su valovi opisani metrikom oblika . Ako uvedemo varijablu i funkciju, tada iz jednadžbi opće relativnosti dobijemo jednadžbu

Takeno metrika

ima oblik , -funkcije zadovoljavaju istu jednadžbu.

Rosenova metrika

Gdje zadovoljiti

Perezova metrika

pri čemu

Cilindrični Einstein-Rosen valovi

U cilindričnim koordinatama takvi valovi imaju oblik i izvode se

Registracija gravitacijskih valova

Registracija gravitacijskih valova prilično je teška zbog slabosti potonjih (mala distorzija metrike). Uređaji za njihovu registraciju su detektori gravitacijskih valova. Pokušaji detektiranja gravitacijskih valova vršeni su od kasnih 1960-ih. Gravitacijski valovi detektabilne amplitude rađaju se tijekom kolapsa binarnog sustava. Slični se događaji u okolici događaju otprilike jednom u desetljeću.

S druge strane, opća teorija relativnosti predviđa ubrzanje međusobne rotacije dvojnih zvijezda zbog gubitka energije u emisiji gravitacijskih valova, a taj je učinak pouzdano zabilježen u nekoliko poznatih sustava binarnih kompaktnih objekata (posebno , pulsari s kompaktnim pratiocima). Godine 1993. “za otkriće novog tipa pulsara, koji je pružio nove mogućnosti u proučavanju gravitacije” otkriteljima prvog dvostrukog pulsara PSR B1913+16, Russellu Hulseu i Josephu Tayloru Jr. je dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Ubrzanje rotacije opaženo u ovom sustavu potpuno se poklapa s predviđanjima opće relativnosti za emisiju gravitacijskih valova. Isti fenomen zabilježen je u nekoliko drugih slučajeva: za pulsare PSR J0737-3039, PSR J0437-4715, SDSS J065133.338+284423.37 (obično skraćeno J0651) i sustav binarnog RX J0806. Na primjer, udaljenost između dvije komponente A i B prve binarne zvijezde dvaju pulsara PSR J0737-3039 smanjuje se za oko 2,5 inča (6,35 cm) dnevno zbog gubitka energije gravitacijskim valovima, a to se događa u skladu s opća relativnost . Svi ovi podaci tumače se kao neizravna potvrda postojanja gravitacijskih valova.

Prema procjenama, najjači i najčešći izvori gravitacijskih valova za gravitacijske teleskope i antene su katastrofe povezane s kolapsom binarnih sustava u obližnjim galaksijama. Očekuje se da će u bliskoj budućnosti nekoliko sličnih događaja godišnje biti zabilježeno na poboljšanim gravitacijskim detektorima, iskrivljujući metriku u blizini za 10 −21 -10 −23 . Prva opažanja optičko-metričkog parametarskog rezonantnog signala, koji omogućuje otkrivanje učinka gravitacijskih valova iz periodičnih izvora kao što je bliska dvojna na zračenje kozmičkih masera, možda su dobivena na radioastronomskom opservatoriju u Rusiji Akademija znanosti, Pushchino.

Druga mogućnost otkrivanja pozadine gravitacijskih valova koji ispunjavaju Svemir je visokoprecizno mjerenje vremena udaljenih pulsara – analiza vremena dolaska njihovih impulsa, koje se karakteristično mijenja pod utjecajem gravitacijskih valova koji prolaze kroz prostor između Zemlje i pulsara. Procjene za 2013. pokazuju da točnost mjerenja vremena treba poboljšati za otprilike jedan red veličine kako bi se detektirali pozadinski valovi iz više izvora u našem svemiru, zadatak koji bi se mogao izvršiti prije kraja desetljeća.

Prema suvremenim konceptima, naš je svemir ispunjen reliktnim gravitacijskim valovima koji su se pojavili u prvim trenucima nakon. Njihova registracija omogućit će dobivanje informacija o procesima na početku rađanja Svemira. Dana 17. ožujka 2014. u 20:00 sati po moskovskom vremenu u Harvard-Smithsonian Centru za astrofiziku, američka skupina istraživača koji rade na projektu BICEP 2 objavila je otkrivanje tenzorskih poremećaja različitih od nule u ranom Svemiru polarizacijom kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, što je ujedno i otkriće ovih reliktnih gravitacijskih valova . Međutim, gotovo odmah je ovaj rezultat osporen, jer, kako se pokazalo, doprinos nije pravilno uzet u obzir. Jedan od autora, J. M. Kovats ( Kovač J.M.), priznao je da su “sudionici i znanstveni novinari bili malo prenagljeni u tumačenju i izvješćivanju podataka iz eksperimenta BICEP2”.

Eksperimentalna potvrda postojanja

Prvi zabilježeni signal gravitacijskih valova. S lijeve strane su podaci s detektora u Hanfordu (H1), s desne strane - u Livingstonu (L1). Vrijeme se računa od 14. rujna 2015., 09:50:45 UTC. Za vizualizaciju signala, on se filtrira frekvencijskim filtrom s propusnim opsegom od 35-350 Hertza kako bi se potisnule velike fluktuacije izvan raspona visoke osjetljivosti detektora; filtri za zaustavljanje pojasa također su korišteni za suzbijanje buke samih instalacija. Gornji red: naponi h u detektorima. GW150914 je prvo stigao na L1 i 6 9 +0 5 −0 4 ms kasnije na H1; Za vizualnu usporedbu, podaci iz H1 prikazani su na grafikonu L1 u obrnutom i vremenski pomaknutom obliku (kako bi se uzela u obzir relativna orijentacija detektora). Drugi red: naponi h iz signala gravitacijskih valova, propušteni kroz isti 35-350 Hz pojasni filtar. Puna linija je rezultat numeričke relativnosti za sustav s parametrima kompatibilnim s onima koji su pronađeni na temelju proučavanja signala GW150914, dobivenog pomoću dva neovisna koda s rezultirajućim podudaranjem od 99,9. Sive debele linije su područja 90% pouzdanosti valnog oblika rekonstruiranog iz podataka detektora pomoću dvije različite metode. Tamno siva linija modelira očekivane signale od spajanja crnih rupa, svijetlosiva linija ne koristi astrofizičke modele, već predstavlja signal kao linearnu kombinaciju sinusoidno-Gaussovih valića. Rekonstrukcije se preklapaju 94%. Treći red: Preostale pogreške nakon izdvajanja filtriranog predviđanja numeričkog relativnog signala iz filtriranog signala detektora. Donji red: Prikaz mape frekvencije napona, koja pokazuje povećanje dominantne frekvencije signala tijekom vremena.

11. veljače 2016. od strane suradnje LIGO i VIRGO. Signal spajanja dviju crnih rupa s maksimalnom amplitudom od oko 10 −21 zabilježila su 14. rujna 2015. u 9:51 UTC dva LIGO detektora u Hanfordu i Livingstonu, u razmaku od 7 milisekundi, u području maksimalne amplitude signala ( 0,2 sekunde) kombinirani omjer signala i šuma bio je 24:1. Signal je označen GW150914. Oblik signala odgovara predviđanju opće teorije relativnosti za spajanje dviju crnih rupa s masama od 36 i 29 solarnih masa; rezultirajuća crna rupa trebala bi imati masu od 62 solarna i rotacijski parametar a= 0,67. Udaljenost do izvora je oko 1,3 milijarde, energija emitirana u desetinkama sekunde u spajanju je ekvivalent oko 3 solarne mase.

Priča

Povijest samog pojma "gravitacijski val", teorijska i eksperimentalna potraga za tim valovima, kao i njihova upotreba za proučavanje fenomena nedostupnih drugim metodama.

• 1900. - Lorentz je predložio da se gravitacija “...može širiti brzinom koja nije veća od brzine svjetlosti”;
• 1905. - Poincaré prvi uveo pojam gravitacijski val (onde gravifique). Poincaré je na kvalitativnoj razini otklonio ustaljene Laplaceove primjedbe i pokazao da se ispravci povezani s gravitacijskim valovima na općeprihvaćene Newtonove zakone gravitacije poništavaju, stoga pretpostavka o postojanju gravitacijskih valova nije u suprotnosti s opažanjima;
• 1916. - Einstein je pokazao da će, u okviru opće teorije relativnosti, mehanički sustav prenijeti energiju na gravitacijske valove i, grubo rečeno, svaka rotacija u odnosu na fiksne zvijezde mora prije ili kasnije prestati, iako, naravno, u normalnim uvjetima gubici energije reda veličine su zanemarivi i praktički nisu mjerljivi (u U ovom je radu također pogrešno vjerovao da mehanički sustav koji stalno održava sfernu simetriju može emitirati gravitacijske valove);
• 1918. - Einstein izveo kvadrupolnu formulu u kojoj se ispostavlja da je emisija gravitacijskih valova učinak reda, čime je ispravio pogrešku u svom prethodnom radu (ostala je pogreška u koeficijentu, energija vala je 2 puta manja);
• 1923. - Eddington - dovodi u pitanje fizičku stvarnost gravitacijskih valova "...koji se šire...brzinom misli." Godine 1934., pripremajući ruski prijevod svoje monografije "Teorija relativnosti", Eddington je dodao nekoliko poglavlja, uključujući poglavlja s dvije opcije za izračunavanje gubitaka energije rotirajućim štapom, ali je primijetio da metode korištene za približne izračune opće relativnosti, po njegovom mišljenju, nisu primjenjivi na gravitacijski vezane sustave, pa nedoumice ostaju;
• 1937. - Einstein, zajedno s Rosenom, istraživao je cilindrična valna rješenja točnih jednadžbi gravitacijskog polja. Tijekom tih studija počeli su sumnjati da bi gravitacijski valovi mogli biti artefakt približnih rješenja jednadžbi opće relativnosti (poznata je prepiska u vezi s recenzijom članka "Postoje li gravitacijski valovi?" Einsteina i Rosena). Kasnije je pronašao pogrešku u svom obrazloženju; konačna verzija članka s temeljnim izmjenama objavljena je u Journal of the Franklin Institute;
• 1957. - Herman Bondi i Richard Feynman predložili su misaoni eksperiment "štap s perlama" u kojem su potkrijepili postojanje fizičkih posljedica gravitacijskih valova u općoj teoriji relativnosti;
• 1962. - Vladislav Pustovoit i Mikhail Herzenstein opisali su principe korištenja interferometra za detekciju dugovalnih gravitacijskih valova;
• 1964. - Philip Peters i John Matthew teoretski su opisali gravitacijske valove koje emitiraju binarni sustavi;
• 1969. - Joseph Weber, utemeljitelj astronomije gravitacijskih valova, izvještava o detekciji gravitacijskih valova pomoću rezonantnog detektora - mehaničke gravitacijske antene. Ova izvješća dovode do brzog rasta rada u tom smjeru, posebice Rainier Weiss, jedan od osnivača projekta LIGO, započeo je eksperimente u to vrijeme. Do danas (2015.) nitko nije uspio dobiti pouzdanu potvrdu ovih događaja;
• 1978. - Joseph Taylor objavio je detekciju gravitacijskog zračenja u binarnom pulsarskom sustavu PSR B1913+16. Istraživanja Josepha Taylora i Russella Hulsea donijela su im Nobelovu nagradu za fiziku 1993. godine. Od početka 2015., tri post-Keplerova parametra, uključujući smanjenje perioda zbog emisije gravitacijskih valova, izmjerena su za najmanje 8 takvih sustava;
• 2002. - Sergey Kopeikin i Edward Fomalont upotrijebili su radiovalnu interferometriju ultraduge baze za mjerenje otklona svjetlosti u gravitacijskom polju Jupitera u dinamici, što za određenu klasu hipotetskih proširenja opće teorije relativnosti omogućuje procjenu brzine gravitacija - razlika od brzine svjetlosti ne bi trebala prelaziti 20% (ovo tumačenje nije općeprihvaćeno);
• 2006. - međunarodni tim Marthe Bourgay (Parkes Observatory, Australija) izvijestio je o znatno točnijoj potvrdi opće relativnosti i njezine podudarnosti s veličinom zračenja gravitacijskih valova u sustavu dvaju pulsara PSR J0737-3039A/B;
• 2014. - Astronomi Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (BICEP) izvijestili su o detekciji primordijalnih gravitacijskih valova tijekom mjerenja fluktuacija u kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju. U ovom trenutku (2016.), otkrivene fluktuacije se ne smatraju reliktnim podrijetlom, već se objašnjavaju emisijom prašine u Galaksiji;
• 2016 - međunarodni LIGO tim izvijestio je o detekciji događaja tranzita gravitacijskih valova GW150914. Po prvi put, izravno promatranje masivnih tijela koja međusobno djeluju u ultra-jakim gravitacijskim poljima s ultra-visokim relativnim brzinama (< 1,2 × R s , v/c >0,5), što je omogućilo provjeru točnosti opće relativnosti s točnošću nekoliko post-Newtonovih članova visokog reda. Izmjerena disperzija gravitacijskih valova nije u suprotnosti s prethodno napravljenim mjerenjima disperzije i gornje granice mase hipotetskog gravitona (< 1,2 × 10 −22 эВ), если он в некотором гипотетическом расширении ОТО будет существовать.

U četvrtak, 11. veljače, skupina znanstvenika iz međunarodnog projekta LIGO Scientific Collaboration objavila je da im je uspjelo, čije je postojanje predvidio Albert Einstein još 1916. godine. Prema navodima istraživača, 14. rujna 2015. snimili su gravitacijski val koji je nastao sudarom dviju crnih rupa 29 i 36 masa Sunca, nakon čega su se one spojile u jednu veliku crnu rupu. Prema njima, to se navodno dogodilo prije 1,3 milijarde godina na udaljenosti od 410 megaparseka od naše galaksije.

LIGA.net je detaljno govorila o gravitacijskim valovima i velikom otkriću Bogdan Hnatyk, ukrajinski znanstvenik, astrofizičar, doktor fizikalnih i matematičkih znanosti, vodeći istraživač na Astronomskom opservatoriju Nacionalnog sveučilišta Taras Ševčenko u Kijevu, koji je bio na čelu zvjezdarnice od 2001. do 2004. godine.

Teorija jednostavnim rječnikom

Fizika proučava međudjelovanje između tijela. Utvrđeno je da postoje četiri vrste interakcija među tijelima: elektromagnetska, jaka i slaba nuklearna interakcija i gravitacijska interakcija, koju svi osjećamo. Zbog gravitacijske interakcije planeti se okreću oko Sunca, tijela imaju težinu i padaju na tlo. Osoba se stalno suočava s gravitacijskom interakcijom.

Godine 1916., prije 100 godina, Albert Einstein izgradio je teoriju gravitacije koja je poboljšala Newtonovu teoriju gravitacije, učinila je matematički ispravnom: počela je ispunjavati sve zahtjeve fizike i počela je uzimati u obzir činjenicu da se gravitacija širi vrlo brzo velika, ali konačna brzina. Ovo je s pravom jedno od Einsteinovih najvećih postignuća, budući da je izgradio teoriju gravitacije koja korespondira sa svim fenomenima fizike koje danas promatramo.

Ova teorija također je sugerirala postojanje gravitacijski valovi. Osnova ovog predviđanja bila je da gravitacijski valovi postoje kao rezultat gravitacijske interakcije koja nastaje zbog spajanja dvaju masivnih tijela.

Što je gravitacijski val

U složenom jeziku ovo je pobuda metrike prostor-vrijeme. “Recimo, prostor ima određenu elastičnost i valovi mogu prolaziti kroz njega, to je slično kao kad bacimo kamenčić u vodu i iz njega se rasprše valovi”, rekao je doktor fizikalnih i matematičkih znanosti za LIGA.net.

Znanstvenici su uspjeli eksperimentalno dokazati da se slična oscilacija odvijala u Svemiru i da je gravitacijski val išao u svim smjerovima. “Astrofizički je prvi put zabilježen fenomen tako katastrofalne evolucije binarnog sustava, kada se dva objekta spajaju u jedan, a to spajanje dovodi do vrlo intenzivnog oslobađanja gravitacijske energije, koja se zatim širi svemirom u obliku gravitacijskih valova”, objasnio je znanstvenik.

Ovi gravitacijski valovi su vrlo slabi i da bi potresli prostor-vrijeme potrebna je interakcija vrlo velikih i masivnih tijela kako bi intenzitet gravitacijskog polja bio visok u točki nastanka. No, unatoč njihovoj slabosti, promatrač će nakon određenog vremena (jednako udaljenosti do interakcije podijeljenoj s brzinom signala) registrirati ovaj gravitacijski val.

Navedimo primjer: kad bi Zemlja pala na Sunce, tada bi došlo do gravitacijske interakcije: oslobodila bi se gravitacijska energija, stvorio bi se gravitacijski sferno simetrični val, a promatrač bi ga mogao registrirati. “Ovdje se dogodio sličan, ali jedinstven, sa stajališta astrofizike, fenomen: sudarila su se dva masivna tijela - dvije crne rupe”, primijetio je Gnatyk.

Vratimo se teoriji

Crna rupa je još jedno predviđanje Einsteinove opće teorije relativnosti, koja predviđa da je tijelo koje ima ogromnu masu, ali je ta masa koncentrirana u malom volumenu, sposobno značajno iskriviti prostor oko sebe, sve do njegovog zatvaranja. To jest, pretpostavljeno je da kada se postigne kritična koncentracija mase ovog tijela - takva da će veličina tijela biti manja od tzv. gravitacijskog radijusa, tada će prostor oko tog tijela biti zatvoren i njegova topologija će biti takav da se nikakav signal iz njega neće širiti izvan zatvorenog prostora ne može.

“Odnosno, crna rupa je, jednostavnim riječima, masivan objekt koji je toliko težak da zatvara prostor-vrijeme oko sebe”, kaže znanstvenik.

I mi, prema njemu, možemo poslati bilo kakve signale ovom objektu, ali on ih ne može poslati nama. To jest, nikakvi signali ne mogu ići dalje od crne rupe.

Crna rupa živi prema uobičajenim fizikalnim zakonima, ali kao rezultat jake gravitacije niti jedno materijalno tijelo, pa čak ni foton, ne može izaći izvan te kritične površine. Crne rupe nastaju tijekom evolucije običnih zvijezda, kada središnja jezgra kolabira i dio materije zvijezde kolabirajući se pretvara u crnu rupu, a drugi dio zvijezde biva izbačen u obliku ljuske supernove, pretvarajući se u takozvani "izbijanje" supernove.

Kako smo vidjeli gravitacijski val

Navedimo primjer. Kada imamo dva plovka na površini vode, a voda je mirna, udaljenost između njih je konstantna. Kada val stigne, on pomiče te plovke i udaljenost između plovaka će se promijeniti. Val je prošao - i plovci se vraćaju na svoje prethodne položaje, a udaljenost između njih se vraća.

Gravitacijski val širi se u prostor-vremenu na sličan način: sabija i rasteže tijela i objekte koji mu se susreću na putu. “Kada na putu vala naiđe određeni objekt, on se deformira duž svojih osi, a nakon prolaska vraća se u svoj prijašnji oblik. Pod utjecajem gravitacijskog vala sva se tijela deformiraju, ali su te deformacije vrlo beznačajno”, kaže Gnatyk.

Kada je val koji su znanstvenici zabilježili prošao, relativna veličina tijela u svemiru promijenila se za iznos reda veličine 1 puta 10 na minus 21. potenciju. Na primjer, ako uzmete metarsko ravnalo, ono se smanjilo za iznos koji je njegova veličina pomnožena s 10 na minus 21. potenciju. Ovo je vrlo mali iznos. A problem je bio u tome što su znanstvenici trebali naučiti kako izmjeriti tu udaljenost. Konvencionalne metode dale su točnost reda veličine 1 prema 10 na 9. potenciju milijuna, ali ovdje je potrebna mnogo veća točnost. U tu svrhu stvorene su takozvane gravitacijske antene (detektori gravitacijskih valova).

Antena koja je snimala gravitacijske valove izgrađena je na sljedeći način: dvije su cijevi, duljine otprilike 4 kilometra, smještene u obliku slova “L”, ali s istim kracima i pod pravim kutom. Kada gravitacijski val udari u sustav, on deformira krila antene, ali ovisno o orijentaciji, jedno deformira više, a drugo manje. I tada nastaje razlika putanje, mijenja se interferencijski uzorak signala - pojavljuje se ukupna pozitivna ili negativna amplituda.

“Odnosno, prolaz gravitacijskog vala je sličan valu na vodi koji prolazi između dva plovka: kad bismo izmjerili udaljenost između njih tijekom i nakon prolaska vala, vidjeli bismo da bi se udaljenost promijenila, a zatim postala opet isto,” rekao je Gnatyk.

Ovdje se mjeri relativna promjena udaljenosti dva krila interferometra, od kojih je svako dugo oko 4 kilometra. A samo vrlo precizne tehnologije i sustavi mogu izmjeriti takav mikroskopski pomak krila uzrokovan gravitacijskim valom.

Na rubu svemira: odakle val?

Znanstvenici su zabilježili signal pomoću dva detektora, koji se nalaze u dvije države u Sjedinjenim Državama: Louisiani i Washingtonu, na udaljenosti od oko 3 tisuće kilometara. Znanstvenici su uspjeli procijeniti odakle i s koje udaljenosti dolazi taj signal. Procjene pokazuju da je signal došao s udaljenosti od 410 megaparseka. Megaparsec je udaljenost koju svjetlost prijeđe u tri milijuna godina.

Da si lakše zamislimo: nama najbliža aktivna galaksija sa supermasivnom crnom rupom u središtu je Centaurus A, koja se nalazi na udaljenosti od četiri megaparseka od naše, dok je maglica Andromeda na udaljenosti od 0,7 megaparseka. "Odnosno, udaljenost s koje je došao signal gravitacijskih valova je toliko velika da je signal putovao do Zemlje otprilike 1,3 milijarde godina. To su kozmološke udaljenosti koje dosežu oko 10% horizonta našeg svemira", rekao je znanstvenik.

Na ovoj udaljenosti, u nekoj dalekoj galaksiji, spojile su se dvije crne rupe. Te su rupe, s jedne strane, bile relativno male veličine, as druge strane velika amplituda signala ukazuje da su bile vrlo teške. Utvrđeno je da su njihove mase bile 36 odnosno 29 Sunčevih masa. Masa Sunca, kao što je poznato, jednaka je 2 puta 10 na 30. potenciju kilograma. Nakon spajanja, ova dva tijela su se spojila i sada je na njihovom mjestu nastala jedna crna rupa, koja ima masu jednaku 62 solarne mase. Istovremeno su otprilike tri mase Sunca ispljusnule u obliku energije gravitacijskih valova.

Tko je otkrio i kada

Znanstvenici iz međunarodnog projekta LIGO uspjeli su detektirati gravitacijski val 14. rujna 2015. godine. LIGO (Laserska interferometrijska gravitacijska zvjezdarnica) je međunarodni projekt u kojem sudjeluje niz država koje daju određeni financijski i znanstveni doprinos, posebice SAD, Italija, Japan, koje su napredne na području ovih istraživanja.

Zabilježena je sljedeća slika: krila gravitacijskog detektora pomaknula su se kao rezultat stvarnog prolaska gravitacijskog vala kroz naš planet i kroz ovu instalaciju. Tada to nije prijavljeno, jer je signal trebalo obraditi, “očistiti”, pronaći mu amplitudu i provjeriti. To je standardna procedura: od stvarnog otkrića do objave otkrića potrebno je nekoliko mjeseci da se izda potkrijepljena izjava. "Nitko ne želi pokvariti svoj ugled, sve su to tajni podaci, prije objave nitko nije znao za njih, postojale su samo glasine", istaknuo je Hnatyk.

Priča

Gravitacijski valovi se proučavaju od 70-ih godina prošlog stoljeća. Tijekom tog vremena stvoren je niz detektora i provedeno je nekoliko temeljnih studija. Američki znanstvenik Joseph Weber je 80-ih godina prošlog stoljeća izradio prvu gravitacijsku antenu u obliku aluminijskog cilindra, veličine oko nekoliko metara, opremljenu piezo senzorima koji su trebali bilježiti prolaz gravitacijskog vala.

Osjetljivost ovog uređaja bila je milijun puta lošija od trenutnih detektora. I, naravno, tada nije mogao stvarno detektirati val, iako je Weber izjavio da je to učinio: tisak je pisao o tome i dogodio se "gravitacijski bum" - svijet je odmah počeo graditi gravitacijske antene. Weber je potaknuo druge znanstvenike da se pozabave gravitacijskim valovima i nastave s eksperimentima na ovom fenomenu, što je omogućilo povećanje osjetljivosti detektora milijun puta.

Međutim, sam fenomen gravitacijskih valova zabilježen je u prošlom stoljeću, kada su znanstvenici otkrili dvostruki pulsar. To je bila neizravna snimka činjenice da gravitacijski valovi postoje, što je dokazano astronomskim promatranjima. Pulsar su otkrili Russell Hulse i Joseph Taylor 1974. tijekom promatranja radioteleskopom Arecibo Observatorija. Znanstvenici su 1993. godine dobili Nobelovu nagradu "za otkriće novog tipa pulsara, koji je pružio nove mogućnosti u proučavanju gravitacije".

Istraživanja u svijetu i Ukrajini

U Italiji je sličan projekt pod nazivom Virgo pri kraju. Japan također namjerava lansirati sličan detektor za godinu dana, a Indija također priprema takav eksperiment. Odnosno, slični detektori postoje u mnogim dijelovima svijeta, ali još nisu dosegnuli razinu osjetljivosti da bi mogli govoriti o detektiranju gravitacijskih valova.

“Službeno, Ukrajina nije dio LIGO-a, a također ne sudjeluje u talijanskim i japanskim projektima, Ukrajina sada sudjeluje u projektu LHC (Large Hadron Collider) iu CERN-u (službeno ćemo postati samo sudionik. nakon plaćanja ulaznice)", rekao je doktor fizikalnih i matematičkih znanosti Bohdan Gnatyk za LIGA.net.

Prema njegovim riječima, od 2015. Ukrajina je punopravna članica međunarodne suradnje CTA (Cerenkov Telescope Array), koja gradi moderan multi teleskop TeV dugi raspon gama (s energijama fotona do 1014 eV). “Glavni izvori takvih fotona su upravo blizina supermasivnih crnih rupa, čije je gravitacijsko zračenje prvi zabilježio LIGO detektor, dakle otvaraju se novi prozori u astronomiji - gravitacijski val i multi TeV"nogo elektromagnetska tehnologija obećava nam mnogo više otkrića u budućnosti", dodaje znanstvenik.

Što je sljedeće i kako će nova saznanja pomoći ljudima? Znanstvenici se ne slažu. Neki kažu da je to samo sljedeći korak u razumijevanju mehanizama Svemira. Drugi to vide kao prve korake prema novim tehnologijama za kretanje kroz vrijeme i prostor. Na ovaj ili onaj način, ovo je otkriće još jednom pokazalo koliko malo razumijemo i koliko toga tek treba naučiti.

Valentin Nikolajevič Rudenko dijeli priču o svom posjetu gradu Cascina (Italija), gdje je proveo tjedan dana na tada upravo izgrađenoj "gravitacijskoj anteni" - Michelsonovom optičkom interferometru. Na putu do odredišta, taksist pita zašto je instalacija izgrađena. “Ljudi ovdje misle da je to za razgovor s Bogom”, priznaje vozač.

– Što su gravitacijski valovi?

– Gravitacijski val jedan je od “nositelja astrofizičke informacije”. Postoje vidljivi kanali astrofizičkih informacija; teleskopi igraju posebnu ulogu u "vidu na daljinu". Astronomi su također ovladali niskofrekventnim kanalima - mikrovalnim i infracrvenim, te visokofrekventnim kanalima - X-zrakama i gama. Osim elektromagnetskog zračenja, možemo detektirati struje čestica iz svemira. U tu svrhu koriste se neutrinski teleskopi - veliki detektori kozmičkih neutrina - čestica koje slabo interaguju s materijom pa ih je teško registrirati. Gotovo svi teoretski predviđeni i laboratorijski proučeni tipovi “nositelja astrofizičkih informacija” pouzdano su ovladani u praksi. Iznimka je bila gravitacija - najslabija interakcija u mikrokozmosu i najjača sila u makrokozmosu.

Gravitacija je geometrija. Gravitacijski valovi su geometrijski valovi, odnosno valovi koji prolaskom kroz taj prostor mijenjaju geometrijske karakteristike prostora. Grubo rečeno, to su valovi koji deformiraju prostor. Deformacija je relativna promjena udaljenosti između dvije točke. Gravitacijsko zračenje razlikuje se od svih drugih vrsta zračenja upravo po tome što je geometrijsko.

– Je li Einstein predvidio gravitacijske valove?

– Formalno se smatra da je gravitacijske valove predvidio Einstein kao jednu od posljedica svoje opće teorije relativnosti, ali zapravo njihovo postojanje postaje očito već u specijalnoj teoriji relativnosti.

Teorija relativnosti sugerira da je zbog gravitacijske privlačnosti moguć gravitacijski kolaps, odnosno da se objekt skupi kao rezultat kolapsa, grubo rečeno, do točke. Tada je gravitacija toliko jaka da joj svjetlost ne može niti pobjeći, pa se takav objekt slikovito naziva crnom rupom.

– Koja je osobitost gravitacijske interakcije?

Značajka gravitacijske interakcije je princip ekvivalencije. Prema njemu, dinamički odziv ispitnog tijela u gravitacijskom polju ne ovisi o masi tog tijela. Jednostavno rečeno, sva tijela padaju istom akceleracijom.

Gravitacijska interakcija je najslabija koju danas poznajemo.

– Tko je prvi pokušao uhvatiti gravitacijski val?

– Eksperiment s gravitacijskim valovima prvi je proveo Joseph Weber sa Sveučilišta Maryland (SAD). Napravio je gravitacijski detektor koji se danas čuva u muzeju Smithsonian u Washingtonu. U 1968-1972, Joe Weber proveo je niz promatranja na paru prostorno odvojenih detektora, pokušavajući izolirati slučajeve "slučajnosti". Tehnika slučajnosti posuđena je iz nuklearne fizike. Niska statistička značajnost gravitacijskih signala koje je dobio Weber uzrokovala je kritički stav prema rezultatima eksperimenta: nije bilo povjerenja da su gravitacijski valovi detektirani. Nakon toga, znanstvenici su pokušali povećati osjetljivost detektora tipa Weber. Bilo je potrebno 45 godina da se razvije detektor čija je osjetljivost bila primjerena astrofizičkoj prognozi.

Tijekom početka eksperimenta, mnogi drugi eksperimenti su se odvijali prije fiksacije; impulsi su zabilježeni tijekom ovog razdoblja, ali njihov intenzitet je bio prenizak.

– Zašto fiksiranje signala nije odmah najavljeno?

– Gravitacijski valovi snimljeni su još u rujnu 2015. godine. No čak i ako je slučajnost zabilježena, prije nego što se objavi, potrebno je dokazati da nije slučajna. Signal uzet s bilo koje antene uvijek sadrži praske šuma (kratkotrajne praske), a jedan od njih može se slučajno pojaviti istovremeno s praskom šuma na drugoj anteni. Da podudarnost nije bila slučajna moguće je dokazati samo uz pomoć statističkih procjena.

– Zašto su otkrića u području gravitacijskih valova tako važna?

– Mogućnost registracije reliktne gravitacijske pozadine i mjerenja njezinih karakteristika, kao što su gustoća, temperatura itd., omogućuje nam da se približimo početku svemira.

Ono što je privlačno jest da je gravitacijsko zračenje teško detektirati jer vrlo slabo stupa u interakciju s materijom. Ali, zahvaljujući tom istom svojstvu, prolazi bez apsorpcije od objekata koji su najudaljeniji od nas s najtajanstvenijim, s gledišta materije, svojstvima.

Možemo reći da gravitacijsko zračenje prolazi bez izobličenja. Najambiciozniji cilj je proučavanje gravitacijskog zračenja koje je izdvojeno iz primordijalne materije u Teoriji velikog praska, a koja je nastala pri nastanku Svemira.

– Isključuje li otkriće gravitacijskih valova kvantnu teoriju?

Teorija gravitacije pretpostavlja postojanje gravitacijskog kolapsa, odnosno skupljanja masivnih tijela do točke. U isto vrijeme, kvantna teorija koju je razvila Kopenhaška škola sugerira da je, zahvaljujući načelu nesigurnosti, nemoguće istovremeno naznačiti točno takve parametre kao što su koordinata, brzina i količina gibanja tijela. Ovdje postoji princip nesigurnosti, nemoguće je odrediti točnu putanju, jer je putanja i koordinata i brzina, itd. Moguće je odrediti samo određeni uvjetni koridor pouzdanosti unutar granica ove pogreške, koja je povezana s načelima neizvjesnosti. Kvantna teorija kategorički poriče mogućnost točkastih objekata, ali ih opisuje na statistički probabilistički način: ne navodi specifično koordinate, ali ukazuje na vjerojatnost da ima određene koordinate.

Pitanje objedinjavanja kvantne teorije i teorije gravitacije jedno je od temeljnih pitanja stvaranja jedinstvene teorije polja.

Sada nastavljaju raditi na tome, a riječi "kvantna gravitacija" označavaju potpuno napredno područje znanosti, granicu znanja i neznanja, gdje sada rade svi teoretičari svijeta.

– Što otkriće može donijeti u budućnosti?

Gravitacijski valovi neizbježno moraju biti temelj moderne znanosti kao jedna od sastavnica našeg znanja. Oni igraju značajnu ulogu u evoluciji Svemira i uz pomoć tih valova treba proučavati Svemir. Otkriće pridonosi općem razvoju znanosti i kulture.

Ako odlučite izaći iz okvira današnje znanosti, onda je dopušteno zamisliti gravitacijske telekomunikacijske vodove, mlazne uređaje koji koriste gravitacijsko zračenje, uređaje za introskopiju gravitacijskih valova.

– Imaju li gravitacijski valovi ikakve veze s izvanosjetilnom percepcijom i telepatijom?

Nemati. Opisani efekti su efekti kvantnog svijeta, efekti optike.

Razgovarala Anna Utkina

Podsjetimo, neki dan su znanstvenici LIGO-a najavili veliki napredak u području fizike, astrofizike i našeg proučavanja svemira: otkriće gravitacijskih valova koje je predvidio Albert Einstein prije 100 godina. Gizmodo je kontaktirao dr. Amber Staver iz Livingston Observatorija u Louisiani, suradnika LIGO-a, kako bi pitao više o tome što to znači za fiziku. Shvaćamo da će u samo nekoliko članaka biti teško postići globalno razumijevanje novog načina razumijevanja našeg svijeta, ali pokušat ćemo.

Do sada je učinjena ogromna količina posla kako bi se detektirao jedan jedini gravitacijski val, i to je bio veliki napredak. Čini se da se otvara mnoštvo novih mogućnosti za astronomiju - no je li ovo prvo otkrivanje "jednostavan" dokaz da je otkrivanje samo po sebi moguće ili se iz njega već mogu izvući daljnji znanstveni napredak? Što se nadate da ćete time dobiti u budućnosti? Hoće li u budućnosti postojati jednostavnije metode za otkrivanje ovih valova?

Ovo je stvarno prvo otkriće, napredak, ali cilj je uvijek bio koristiti gravitacijske valove za novu astronomiju. Umjesto da u Svemiru tražimo vidljivu svjetlost, sada možemo osjetiti suptilne promjene u gravitaciji koje su uzrokovane najvećim, najjačim i (po mom mišljenju) najzanimljivijim stvarima u Svemiru - uključujući neke za koje nikada ne bismo mogli saznati s pomoć svjetla.

Uspjeli smo primijeniti ovu novu vrstu astronomije na prve valove detekcije. Koristeći ono što već znamo o GTR (općoj teoriji relativnosti), mogli smo predvidjeti kakvi su gravitacijski valovi od objekata poput crnih rupa ili neutronskih zvijezda. Signal koji smo pronašli odgovara predviđanjima za par crnih rupa, jedna 36, ​​a druga 29 puta masivnija od Sunca, koje se kovitlaju dok se približavaju jedna drugoj. Na kraju se spajaju u jednu crnu rupu. Dakle, ovo nije samo prva detekcija gravitacijskih valova, već i prvo izravno promatranje crnih rupa, jer se one ne mogu promatrati pomoću svjetlosti (samo pomoću materije koja kruži oko njih).

Zašto ste sigurni da vanjski učinci (poput vibracija) ne utječu na rezultate?

U LIGO-u bilježimo mnogo više podataka koji se odnose na naš okoliš i opremu od podataka koji bi mogli sadržavati signal gravitacijskih valova. Razlog za to je što želimo biti što sigurniji da nas ne zavaravaju vanjski učinci ili da nas ne zavaravaju da otkrijemo gravitacijski val. Ako osjetimo abnormalno tlo kada se detektira signal gravitacijskog vala, najvjerojatnije ćemo odbaciti ovog kandidata.

Video: Ukratko o gravitacijskim valovima

Još jedna mjera koju poduzimamo kako bismo osigurali da ne vidimo nešto nasumično je da oba LIGO detektora vide isti signal unutar vremena koje je potrebno da gravitacijski val putuje između dva objekta. Maksimalno vrijeme za takvo putovanje je otprilike 10 milisekundi. Da bismo bili sigurni u moguću detekciju, moramo vidjeti signale istog oblika, gotovo u isto vrijeme, a podaci koje prikupljamo o našem okolišu moraju biti bez anomalija.

Postoji mnogo drugih testova koje kandidat polaže, ali ovo su glavni.

Postoji li praktičan način za generiranje gravitacijskih valova koji se mogu detektirati takvim uređajima? Hoćemo li moći izgraditi gravitacijski radio ili laser?

Vi predlažete ono što je Heinrich Hertz učinio kasnih 1880-ih da detektira elektromagnetske valove u obliku radio valova. Ali gravitacija je najslabija od temeljnih sila koje drže Svemir na okupu. Iz tog razloga, kretanje mase u laboratoriju ili drugom objektu za stvaranje gravitacijskih valova bit će preslabo da bi ga detektirao čak i detektor kao što je LIGO. Da bismo stvorili dovoljno jake valove, morali bismo vrtjeti bučicu tako brzo da bi probila svaki poznati materijal. Ali u svemiru postoji mnogo velikih količina mase koje se kreću izuzetno brzo, pa gradimo detektore koji će ih tražiti.

Hoće li ova potvrda promijeniti našu budućnost? Hoćemo li moći iskoristiti snagu ovih valova za istraživanje svemira? Hoće li biti moguće komunicirati pomoću ovih valova?

Zbog količine mase koja se mora kretati ekstremnim brzinama da proizvede gravitacijske valove koje detektori poput LIGO-a mogu detektirati, jedini poznati mehanizam za to su parovi neutronskih zvijezda ili crnih rupa koji se vrte prije spajanja (možda postoje i drugi izvori). Iznimno su male šanse da se radi o nekoj naprednoj civilizaciji koja manipulira materijom. Osobno, ne mislim da bi bilo sjajno otkriti civilizaciju sposobnu koristiti gravitacijske valove kao sredstvo komunikacije, budući da bi nas lako mogli ubiti.

Jesu li gravitacijski valovi koherentni? Je li ih moguće učiniti koherentnima? Je li ih moguće fokusirati? Što će se dogoditi s masivnim objektom na koji djeluje usmjerena gravitacijska zraka? Može li se ovaj učinak iskoristiti za poboljšanje akceleratora čestica?

Neke vrste gravitacijskih valova mogu biti koherentne. Zamislimo neutronsku zvijezdu koja je gotovo savršeno sferna. Ako se brzo okreće, male deformacije manje od jednog inča proizvest će gravitacijske valove određene frekvencije, što će ih učiniti koherentnima. Ali fokusiranje gravitacijskih valova vrlo je teško jer je Svemir za njih proziran; gravitacijski valovi putuju kroz materiju i izlaze nepromijenjeni. Morate promijeniti putanju barem nekih gravitacijskih valova da biste ih fokusirali. Možda bi egzotičan oblik gravitacijske leće mogao barem djelomično fokusirati gravitacijske valove, ali bilo bi ih teško, ako ne i nemoguće, iskoristiti. Ako se mogu usredotočiti, i dalje će biti toliko slabi da ne mogu zamisliti nikakvu praktičnu korist od njih. Ali također su govorili o laserima, koji su u biti samo fokusirana koherentna svjetlost, pa tko zna.

Kolika je brzina gravitacijskog vala? Ima li masu? Ako nije, može li putovati brže od brzine svjetlosti?

Vjeruje se da gravitacijski valovi putuju brzinom svjetlosti. To je brzina ograničena općom relativnošću. Ali eksperimenti poput LIGO-a trebali bi to testirati. Možda se kreću malo sporije od brzine svjetlosti. Ako je tako, tada će teorijska čestica povezana s gravitacijom, graviton, imati masu. Budući da sama gravitacija djeluje između masa, to će dodati složenost teoriji. Ali ne i nemogućnost. Koristimo Occamovu britvu: najjednostavnije objašnjenje obično je najtočnije.

Koliko morate biti daleko od spajanja crnih rupa da biste mogli govoriti o njima?

U slučaju naših binarnih crnih rupa, koje smo otkrili iz gravitacijskih valova, one su proizvele maksimalnu promjenu u duljini naših krakova od 4 kilometra od 1 x 10 -18 metara (to je 1/1000 promjera protona). Također vjerujemo da su te crne rupe udaljene 1,3 milijarde svjetlosnih godina od Zemlje.

Sada pretpostavimo da smo visoki dva metra i da iz crne rupe lebdimo na udaljenosti od Zemlje do Sunca. Mislim da biste doživjeli naizmjenično spljoštenje i rastezanje od oko 165 nanometara (vaša se visina više mijenja tijekom dana). Ovo se može preživjeti.

Na novi način čuti kozmos, što najviše zanima znanstvenike?

Potencijal nije u potpunosti poznat, u smislu da bi moglo biti mnogo više mjesta nego što smo mislili. Što više naučimo o Svemiru, to ćemo bolje moći odgovoriti na njegova pitanja pomoću gravitacijskih valova. Na primjer, ove:

• Što uzrokuje eksplozije gama zraka?
• Kako se materija ponaša u ekstremnim uvjetima zvijezde u kolapsu?
• Koji su bili prvi trenuci nakon Velikog praska?
• Kako se materija ponaša u neutronskim zvijezdama?

Ali više me zanima koje se neočekivane stvari mogu otkriti pomoću gravitacijskih valova. Svaki put kad su ljudi promatrali Svemir na novi način, otkrili smo mnoge neočekivane stvari koje su okrenule naše razumijevanje Svemira naglavačke. Želim pronaći te gravitacijske valove i otkriti nešto o čemu prije nismo imali pojma.

Hoće li nam ovo pomoći da napravimo pravi warp pogon?

Budući da gravitacijski valovi slabo djeluju na materiju, teško da se mogu koristiti za pomicanje te materije. Ali čak i da možete, gravitacijski val putuje samo brzinom svjetlosti. Nisu prikladni za warp pogon. Ipak bi bilo cool.

Što je s antigravitacijskim uređajima?

Da bismo stvorili antigravitacijski uređaj, moramo silu privlačenja pretvoriti u silu odbijanja. I iako gravitacijski val širi promjene u gravitaciji, promjena nikada neće biti odbojna (ili negativna).

Gravitacija uvijek privlači jer se čini da negativna masa ne postoji. Uostalom, postoji pozitivan i negativan naboj, sjeverni i južni magnetski pol, ali samo pozitivna masa. Zašto? Da postoji negativna masa, lopta bi padala gore umjesto dolje. Odbila bi ga pozitivna masa Zemlje.

Što to znači za sposobnost putovanja kroz vrijeme i teleportacije? Možemo li pronaći praktičnu primjenu za ovaj fenomen, osim proučavanja našeg Svemira?

Trenutačno je najbolji način putovanja kroz vrijeme (i samo u budućnost) putovanje brzinom bliskom svjetlosti (sjetite se paradoksa blizanaca u općoj teoriji relativnosti) ili odlazak u područje s povećanom gravitacijom (ova vrsta putovanja kroz vrijeme je dokazana u Interstellaru). Budući da gravitacijski val širi promjene u gravitaciji, proizvest će vrlo male fluktuacije u brzini vremena, ali budući da su gravitacijski valovi sami po sebi slabi, slabe su i vremenske fluktuacije. I dok mislim da se ovo ne može primijeniti na putovanje kroz vrijeme (ili teleportaciju), nikad ne reci nikad (kladim se da vam je zastalo dah).

Hoće li doći dan kada ćemo prestati priznavati Einsteina i ponovno početi tražiti čudne stvari?

Sigurno! Budući da je gravitacija najslabija sila, s njom je također teško eksperimentirati. Do sada, svaki put kad su znanstvenici testirali opću relativnost, dobili su točno predviđene rezultate. Čak je i otkriće gravitacijskih valova još jednom potvrdilo Einsteinovu teoriju. Ali vjerujem da kada počnemo testirati najmanje detalje teorije (možda s gravitacijskim valovima, možda s nečim drugim), pronaći ćemo "smiješne" stvari, poput eksperimentalnog rezultata koji ne odgovara točno predviđanju. To neće značiti da je GTR pogrešan, samo da je potrebno razjasniti njegove pojedinosti.

Video: Kako su gravitacijski valovi digli u zrak Internet?

Svaki put kad odgovorimo na jedno pitanje o prirodi, javljaju se nova. Na kraju ćemo imati pitanja koja su hladnija od odgovora koje može dati opća teorija relativnosti.

Možete li objasniti kako bi ovo otkriće moglo utjecati na jedinstvenu teoriju polja? Jesmo li bliže tome da to potvrdimo ili opovrgnemo?

Sada su rezultati našeg otkrića uglavnom posvećeni testiranju i potvrđivanju opće relativnosti. Jedinstvena teorija polja nastoji stvoriti teoriju koja objašnjava fiziku vrlo malog (kvantna mehanika) i vrlo velikog (opća teorija relativnosti). Sada se ove dvije teorije mogu generalizirati kako bi objasnile razmjere svijeta u kojem živimo, ali ne više. Budući da se naše otkriće usredotočuje na fiziku vrlo velikog, samo po sebi malo će pomoći da nas pomakne prema jedinstvenoj teoriji. Ali to nije pitanje. Polje fizike gravitacijskih valova tek je rođeno. Kako budemo učili više, sigurno ćemo proširiti naše rezultate u područje jedinstvene teorije. Ali prije trčanja morate hodati.

Sada kada slušamo gravitacijske valove, što znanstvenici moraju čuti da bi doslovno raznijeli ciglu? 1) Neprirodni uzorci/strukture? 2) Izvori gravitacijskih valova iz regija za koje smo mislili da su prazne? 3) Rick Astley - Nikad te neću odustati?

Kad sam pročitao vaše pitanje, odmah sam pomislio na scenu iz Kontakta u kojoj radioteleskop hvata uzorke prostih brojeva. Malo je vjerojatno da će se to naći u prirodi (koliko mi znamo). Dakle, vaša opcija s neprirodnim uzorkom ili strukturom bila bi najvjerojatnija.

Mislim da nikada nećemo biti sigurni postoji li praznina u određenom dijelu svemira. Na kraju, sustav crnih rupa koji smo otkrili bio je izoliran i iz tog područja nije dolazilo svjetlo, ali smo tamo ipak detektirali gravitacijske valove.

Što se tiče glazbe... Specijalizirao sam se za odvajanje signala gravitacijskih valova od statičke buke koju stalno mjerimo u pozadinskom okruženju. Kad bih pronašao glazbu u gravitacijskom valu, pogotovo glazbu koju sam prije čuo, bila bi to prijevara. Ali glazba kakva se na Zemlji nije čula... Bilo bi to kao s jednostavnim slučajevima iz “Kontakta”.

Budući da eksperiment detektira valove promjenom udaljenosti između dva objekta, je li amplituda jednog smjera veća od drugog? U suprotnom, ne bi li podaci koji se čitaju značili da se veličina Svemira mijenja? I ako je tako, potvrđuje li to proširenje ili nešto neočekivano?

Moramo vidjeti mnogo gravitacijskih valova koji dolaze iz mnogo različitih smjerova u Svemiru prije nego što možemo odgovoriti na ovo pitanje. U astronomiji ovo stvara populacijski model. Koliko različitih vrsta stvari postoji? Ovo je glavno pitanje. Jednom kada budemo imali puno promatranja i počnemo uočavati neočekivane obrasce, na primjer da gravitacijski valovi određene vrste dolaze iz određenog dijela Svemira i nigdje drugdje, to će biti iznimno zanimljiv rezultat. Neki obrasci mogli bi potvrditi širenje (u što smo vrlo uvjereni) ili druge pojave kojih još nismo svjesni. Ali prvo moramo vidjeti puno više gravitacijskih valova.

Potpuno mi je neshvatljivo kako su znanstvenici utvrdili da valovi koje su izmjerili pripadaju dvjema supermasivnim crnim rupama. Kako se s takvom točnošću može odrediti izvor valova?

Metode analize podataka koriste katalog predviđenih signala gravitacijskih valova za usporedbu s našim podacima. Ako postoji jaka korelacija s jednim od ovih predviđanja ili obrazaca, tada ne samo da znamo da je to gravitacijski val, već također znamo koji ga je sustav proizveo.

Svaki pojedini način na koji se stvara gravitacijski val, bilo da se radi o spajanju crnih rupa, vrtnji zvijezda ili umiranju zvijezda, svi valovi imaju različite oblike. Kada detektiramo gravitacijski val, koristimo te oblike, kako predviđa opća relativnost, da odredimo njihov uzrok.

Kako znamo da su ti valovi nastali sudarom dviju crnih rupa, a ne nekim drugim događajem? Je li moguće predvidjeti gdje ili kada se takav događaj dogodio s bilo kojim stupnjem točnosti?

Kad saznamo koji je sustav proizveo gravitacijski val, možemo predvidjeti koliko je gravitacijski val bio jak blizu mjesta gdje je nastao. Mjerenjem njegove snage dok doseže Zemlju i usporedbom naših mjerenja s predviđenom snagom izvora, možemo izračunati koliko je udaljen izvor. Budući da gravitacijski valovi putuju brzinom svjetlosti, možemo izračunati i koliko je vremena gravitacijskim valovima trebalo da putuju prema Zemlji.

U slučaju sustava crne rupe koji smo otkrili, izmjerili smo maksimalnu promjenu u duljini LIGO krakova po 1/1000 promjera protona. Ovaj sustav je udaljen 1,3 milijarde svjetlosnih godina. Gravitacijski val, otkriven u rujnu i nedavno objavljen, kreće se prema nama već 1,3 milijarde godina. To se dogodilo prije formiranja životinjskog svijeta na Zemlji, ali nakon pojave višestaničnih organizama.

U vrijeme objave navedeno je da će drugi detektori tražiti valove s duljim periodima - neki od njih čak i kozmičke. Što nam možete reći o ovim velikim detektorima?

Doista postoji svemirski detektor u razvoju. Zove se LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Budući da će biti u svemiru, bit će prilično osjetljiv na niskofrekventne gravitacijske valove, za razliku od zemaljskih detektora, zbog prirodnih vibracija Zemlje. Bit će teško jer će sateliti morati biti smješteni dalje od Zemlje nego što su ljudi ikada bili. Ako nešto pođe po zlu, nećemo moći poslati astronaute na popravak kao što smo učinili s Hubbleom 1990-ih. Kako bi se testirale potrebne tehnologije, u prosincu je pokrenuta misija LISA Pathfinder. Do sada je izvršila sve svoje zadatke, ali misija je daleko od završetka.

Je li moguće pretvoriti gravitacijske valove u zvučne? I ako je tako, kako će izgledati?

Limenka. Naravno, nećete samo čuti gravitacijski val. Ali ako uzmete signal i propustite ga kroz zvučnike, možete ga čuti.

Što bismo trebali učiniti s ovim informacijama? Emitiraju li drugi astronomski objekti značajne mase te valove? Mogu li se valovi koristiti za pronalaženje planeta ili jednostavnih crnih rupa?

Pri traženju gravitacijskih vrijednosti nije bitna samo masa. Također ubrzanje koje je svojstveno objektu. Crne rupe koje smo otkrili vrtjele su se jedna oko druge brzinom od 60% brzine svjetlosti kada su se spojile. Zato smo ih uspjeli detektirati tijekom spajanja. Ali sada iz njih više nema gravitacijskih valova, jer su se stopili u jednu neaktivnu masu.

Dakle, sve što ima veliku masu i kreće se vrlo brzo stvara gravitacijske valove koji se mogu otkriti.

Malo je vjerojatno da će egzoplanete imati dovoljnu masu ili ubrzanje da proizvedu detektabilne gravitacijske valove. (Ne kažem da ih uopće ne stvaraju, samo da neće biti dovoljno jaki ili na drugoj frekvenciji). Čak i da je egzoplanet dovoljno masivan da proizvede potrebne valove, ubrzanje bi ga raskomadalo. Ne zaboravite da su najmasivniji planeti obično plinoviti divovi.

Koliko je istinita analogija s valovima u vodi? Možemo li jahati na ovim valovima? Postoje li gravitacijski “vrhovi”, poput već poznatih “bunara”?

Budući da se gravitacijski valovi mogu kretati kroz materiju, ne postoji način da ih jašemo ili iskoristimo za pogon. Dakle, nema surfanja s gravitacijskim valovima.

"Vrhovi" i "zdenci" su super. Gravitacija uvijek privlači jer ne postoji negativna masa. Ne znamo zašto, ali to nikada nije primijećeno u laboratoriju ili u svemiru. Stoga se gravitacija obično predstavlja kao "bunar". Masa koja se kreće duž ovog "bunara" će pasti dublje; Ovako djeluje privlačnost. Ako imate negativnu masu, tada ćete dobiti odbojnost, a s njom i "vrhunac". Masa koja se kreće na "vrhu" će se saviti od njega. Dakle, "bunari" postoje, ali "vrhovi" ne.

Analogija s vodom je u redu, sve dok govorimo o činjenici da snaga vala opada s udaljenošću prijeđenom od izvora. Vodeni val će postajati sve manji, a gravitacijski val sve slabiji.

Kako će ovo otkriće utjecati na naš opis inflacijskog razdoblja Velikog praska?

U ovom trenutku ovo otkriće praktički nema utjecaja na inflaciju. Da bismo dali ovakve izjave, moramo promatrati reliktne gravitacijske valove Velikog praska. Projekt BICEP2 mislio je da je neizravno promatrao te gravitacijske valove, no pokazalo se da je za to kriva kozmička prašina. Ako dobije prave podatke, to će također potvrditi postojanje kratkog razdoblja inflacije nedugo nakon Velikog praska.

LIGO će moći izravno vidjeti te gravitacijske valove (ovo će također biti najslabija vrsta gravitacijskih valova za koju se nadamo da ćemo otkriti). Ako ih vidimo, moći ćemo pogledati duboko u prošlost Svemira, kao što dosad nismo gledali, i iz dobivenih podataka prosuditi inflaciju.

Sto godina nakon teorijskog predviđanja Alberta Einsteina u okviru opće teorije relativnosti, znanstvenici su uspjeli potvrditi postojanje gravitacijskih valova. Započinje doba temeljno nove metode za proučavanje dubokog svemira - astronomije gravitacijskih valova.

Postoje različita otkrića. Postoje nasumični, česti su u astronomiji. Nema ni sasvim slučajnih, nastalih kao rezultat temeljitog "češljanja prostora", poput otkrića Urana Williama Herschela. Ima serendipalnih - kad su jedno tražili, a našli drugo: otkrili su, primjerice, Ameriku. Ali planirana otkrića zauzimaju posebno mjesto u znanosti. Temelje se na jasnom teoretskom predviđanju. Ono što je predviđeno traži se prvenstveno kako bi se potvrdila teorija. Takva otkrića uključuju otkriće Higgsovog bozona na Velikom hadronskom sudaraču i detekciju gravitacijskih valova pomoću laserskog interferometra opservatorija za gravitacijske valove LIGO. Ali da biste registrirali neki fenomen predviđen teorijom, morate prilično dobro razumjeti što točno i gdje tražiti, kao i koji su vam alati za to potrebni.

Gravitacijski valovi se tradicionalno nazivaju predviđanjem opće teorije relativnosti (OTR) i to je doista tako (iako sada takvi valovi postoje u svim modelima koji su alternativni ili komplementarni OTR-u). Pojava valova uzrokovana je konačnošću brzine širenja gravitacijske interakcije (u općoj teoriji relativnosti ta je brzina točno jednaka brzini svjetlosti). Takvi valovi su poremećaji u prostor-vremenu koji se šire iz izvora. Da bi došlo do gravitacijskih valova, izvor mora pulsirati ili se kretati ubrzanom brzinom, ali na određeni način. Recimo da pokreti sa savršenom sfernom ili cilindričnom simetrijom nisu prikladni. Postoji dosta takvih izvora, ali često imaju malu masu, nedovoljnu za generiranje snažnog signala. Uostalom, gravitacija je najslabija od četiri temeljne interakcije, pa je vrlo teško registrirati gravitacijski signal. Osim toga, za registraciju je potrebno da se signal brzo mijenja tijekom vremena, odnosno da ima dovoljno visoku frekvenciju. U protivnom ga nećemo moći registrirati jer će promjene biti prespore. To znači da objekti također moraju biti kompaktni.

U početku su veliki entuzijazam izazvale eksplozije supernova koje se u galaksijama poput naše događaju svakih nekoliko desetljeća. To znači da ako možemo postići osjetljivost koja nam omogućuje da vidimo signal s udaljenosti od nekoliko milijuna svjetlosnih godina, možemo računati na nekoliko signala godišnje. No, kasnije se pokazalo da su početne procjene snage oslobađanja energije u obliku gravitacijskih valova tijekom eksplozije supernove bile previše optimistične, a tako slab signal mogao bi se detektirati samo ako je supernova izbila u našoj Galaksiji.

Druga opcija za masivne kompaktne objekte koji se brzo kreću su neutronske zvijezde ili crne rupe. Možemo vidjeti ili proces njihovog nastanka ili proces međusobnog djelovanja. Posljednje faze kolapsa zvjezdanih jezgri, koje dovode do stvaranja kompaktnih objekata, kao i posljednje faze spajanja neutronskih zvijezda i crnih rupa, imaju trajanje reda veličine nekoliko milisekundi (što odgovara učestalosti stotine herca) - upravo ono što je potrebno. U tom se slučaju oslobađa puno energije, uključujući (a ponekad i uglavnom) u obliku gravitacijskih valova, jer masivna kompaktna tijela čine određena brza kretanja. Ovo su naši idealni izvori.

Istina, supernove eruptiraju u Galaksiji jednom u nekoliko desetljeća, spajanje neutronskih zvijezda događa se jednom u nekoliko desetaka tisuća godina, a crne rupe se međusobno spajaju još rjeđe. Ali signal je puno snažniji, a njegove karakteristike mogu se prilično precizno izračunati. Ali sada moramo moći vidjeti signal s udaljenosti od nekoliko stotina milijuna svjetlosnih godina kako bismo pokrili nekoliko desetaka tisuća galaksija i detektirali nekoliko signala u jednoj godini.

Odlučivši se o izvorima, počet ćemo dizajnirati detektor. Da biste to učinili, morate razumjeti što radi gravitacijski val. Ne ulazeći u detalje, možemo reći da prolazak gravitacijskog vala uzrokuje plimnu silu (obične lunarne ili solarne plime su zaseban fenomen, a gravitacijski valovi s tim nemaju nikakve veze). Tako možete uzeti, na primjer, metalni cilindar, opremiti ga senzorima i proučavati njegove vibracije. To nije teško, zbog čega su se takve instalacije počele izrađivati ​​prije pola stoljeća (dostupne su i u Rusiji; sada se u podzemnom laboratoriju Baksan postavlja poboljšani detektor koji je razvio tim Valentina Rudenka iz SAI MSU). Problem je što će takav uređaj vidjeti signal bez ikakvih gravitacijskih valova. Puno je zvukova s ​​kojima se teško nositi. Moguće je (i učinjeno je!) instalirati detektor ispod zemlje, pokušati ga izolirati, ohladiti na niske temperature, ali još uvijek vam je potreban vrlo snažan signal gravitacijskih valova da biste premašili razinu buke. Ali snažni signali dolaze rijetko.

Stoga je izbor napravljen u korist druge sheme, koju su 1962. iznijeli Vladislav Pustovoit i Mikhail Herzenstein. U članku objavljenom u JETP (Journal of Experimental and Theoretical Physics), predložili su korištenje Michelsonovog interferometra za otkrivanje gravitacijskih valova. Laserska zraka prolazi između zrcala u dva kraka interferometra, a zatim se zbrajaju zrake iz različitih krakova. Analizom rezultata interferencije snopa može se izmjeriti relativna promjena duljine krakova. Ovo su vrlo precizna mjerenja, pa ako pobijedite šum, možete postići fantastičnu osjetljivost.

Početkom 1990-ih odlučeno je izgraditi nekoliko detektora koji koriste ovaj dizajn. Prve su puštene u rad relativno male instalacije, GEO600 u Europi i TAMA300 u Japanu (brojevi odgovaraju duljini krakova u metrima) za testiranje tehnologije. Ali glavni igrači trebali su biti instalacije LIGO u SAD-u i VIRGO u Europi. Veličina ovih instrumenata već se mjeri u kilometrima, a konačna planirana osjetljivost trebala bi omogućiti uočavanje desetaka, ako ne i stotina događaja godišnje.

Zašto je potrebno više uređaja? Prvenstveno za unakrsnu provjeru valjanosti, budući da postoje lokalni šumovi (npr. seizmički). Istodobna detekcija signala u sjeverozapadnim Sjedinjenim Državama i Italiji bila bi izvrstan dokaz njegovog vanjskog porijekla. Ali postoji i drugi razlog: detektori gravitacijskih valova vrlo su loši u određivanju smjera prema izvoru. Ali ako postoji nekoliko razmaknutih detektora, bit će moguće vrlo točno odrediti smjer.

Laserski divovi

U izvornom obliku LIGO detektori izgrađeni su 2002. godine, a VIRGO 2003. godine. Prema planu, to je bila samo prva faza. Sve su instalacije radile nekoliko godina, a 2010.-2011. zaustavljene su radi preinaka, kako bi se tada postigla planirana visoka osjetljivost. LIGO detektori prvi su proradili u rujnu 2015., VIRGO bi se trebao pridružiti u drugoj polovici 2016., a od ove faze osjetljivost nam omogućuje da se nadamo snimanju barem nekoliko događaja godišnje.

Nakon što je LIGO počeo s radom, očekivana stopa pucanja bila je otprilike jedan događaj mjesečno. Astrofizičari su unaprijed procijenili da će prvi očekivani događaji biti spajanja crnih rupa. To je zbog činjenice da su crne rupe obično deset puta teže od neutronskih zvijezda, signal je snažniji i „vidljiv“ je s velikih udaljenosti, što više nego kompenzira nižu stopu događaja po galaksiji. Srećom, nismo morali dugo čekati. 14. rujna 2015. obje su instalacije registrirale gotovo identičan signal, nazvan GW150914.

Prilično jednostavnom analizom mogu se dobiti podaci poput mase crne rupe, jačine signala i udaljenosti do izvora. Masa i veličina crnih rupa povezane su na vrlo jednostavan i dobro poznat način, a iz frekvencije signala može se odmah procijeniti veličina područja oslobađanja energije. U ovom slučaju veličina je pokazala da je od dvije rupe mase 25-30 i 35-40 Sunčevih masa nastala crna rupa mase veće od 60 Sunčevih masa. Znajući ove podatke, može se dobiti ukupna energija praska. Gotovo tri solarne mase pretvorene su u gravitacijsko zračenje. To odgovara luminoznosti od 1023 sunčeva luminoziteta - približno istom iznosu koliko sve zvijezde u vidljivom dijelu Svemira emitiraju za to vrijeme (stotinke sekunde). A iz poznate energije i veličine izmjerenog signala dobiva se udaljenost. Velika masa spojenih tijela omogućila je registraciju događaja koji se dogodio u dalekoj galaksiji: signalu je trebalo otprilike 1,3 milijarde godina da stigne do nas.

Detaljnijom analizom moguće je razjasniti omjer mase crnih rupa i razumjeti kako su se okretale oko svoje osi, kao i odrediti neke druge parametre. Osim toga, signal iz dvije instalacije omogućuje približno određivanje smjera praska. Nažalost, točnost ovdje još nije velika, ali s puštanjem u rad ažuriranog VIRGO-a ona će se povećati. A za nekoliko godina japanski detektor KAGRA počet će primati signale. Zatim će se u Indiji sastaviti jedan od LIGO detektora (u početku su bila tri, jedna od instalacija je bila dvojna), a očekuje se da će godišnje biti zabilježeno nekoliko desetaka događaja.

Doba nove astronomije

Trenutačno najvažniji rezultat LIGO-a je potvrda postojanja gravitacijskih valova. Osim toga, već prvi prasak omogućio je poboljšanje ograničenja mase gravitona (u općoj relativnosti ima nultu masu), kao i jače ograničavanje razlike između brzine širenja gravitacije i brzine svjetlo. No, znanstvenici se nadaju da će već 2016. moći dobiti mnogo novih astrofizičkih podataka koristeći LIGO i VIRGO.

Prvo, podaci iz opservatorija gravitacijskih valova pružaju novi put za proučavanje crnih rupa. Ako je prije bilo moguće samo promatrati tokove materije u blizini tih objekata, sada možete izravno "vidjeti" proces spajanja i "smirivanja" nastale crne rupe, kako njezin horizont fluktuira, poprimajući svoj konačni oblik ( određena rotacijom). Vjerojatno će do Hawkingovog otkrića isparavanja crnih rupa (za sada taj proces ostaje hipoteza), proučavanje spajanja pružiti bolje izravne informacije o njima.

Drugo, promatranja spajanja neutronskih zvijezda pružit će mnogo novih, hitno potrebnih informacija o tim objektima. Po prvi put, moći ćemo proučavati neutronske zvijezde na način na koji fizičari proučavaju čestice: promatrajući ih kako se sudaraju da bismo razumjeli kako rade unutra. Misterij strukture unutrašnjosti neutronskih zvijezda zabrinjava i astrofizičare i fizičare. Naše razumijevanje nuklearne fizike i ponašanja materije pri ultravisokim gustoćama nije potpuno bez rješavanja ovog problema. Vrlo je vjerojatno da će promatranje gravitacijskih valova ovdje igrati ključnu ulogu.

Vjeruje se da su spajanja neutronskih zvijezda odgovorna za kratke kozmološke eksplozije gama zraka. U rijetkim slučajevima bit će moguće istovremeno promatrati događaj i u gama rasponu i na detektorima gravitacijskih valova (rijetkost je zbog činjenice da je, prvo, gama signal koncentriran u vrlo usku zraku, a nije uvijek usmjereni na nas, ali drugo, nećemo registrirati gravitacijske valove iz vrlo udaljenih događaja). Navodno će biti potrebno nekoliko godina promatranja da se to vidi (iako, kao i obično, možda ćete imati sreće i to će se dogoditi danas). Tada ćemo, među ostalim, moći vrlo precizno usporediti brzinu gravitacije s brzinom svjetlosti.

Stoga će laserski interferometri zajedno raditi kao jedan teleskop s gravitacijskim valovima, donoseći nova znanja i astrofizičarima i fizičarima. Pa za otkriće prvih praskova i njihovu analizu prije ili kasnije doći će zaslužena Nobelova nagrada.