Гравитационные волны и новая эра астрономии

Технологии
автор: Андрей Васильков  12 февраля 2016

Физики из международного научного проекта Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) официально подтвердили экспериментальное обнаружение гравитационных волн. Оно было получено спустя 100 лет после их теоретического предсказания, сделанного Альбертом Эйнштейном в рамках Общей теории относительности. Благодаря этому открытию астрономы получили новый метод изучения редких космических феноменов.

Согласно ОТО, пара массивных объектов при движении вокруг общего центра масс постепенно теряет энергию, испуская гравитационные волны. Объекты двойной системы медленно сближаются миллионы и даже миллиарды лет. По мере сокращения расстояния между ними этот процесс ускоряется. На заключительном этапе своей эволюции двойная система в считанные минуты схлопывается с образованием общего сверхмассивного тела. При этом испускается колоссальное количество энергии-массы и возникают особенно мощные гравитационные волны, которые предположительно можно зарегистрировать на Земле.

Гравитационные волны при слиянии двойных звёзд (графика: MIT).

Гравитационные волны при слиянии двойных звёзд (графика: MIT).

Наиболее мощными источниками гравитационных волн считаются двойные системы, состоящие из нейтронных звёзд, пульсаров или чёрных дыр в любом сочетании. На протяжении ста лет эти предположения были лишь красивой теорией, для подтверждения которой требовалось детектировать хотя бы одну волну, искривляющую саму ткань пространства.

Существование гравитационных волн косвенно подтверждалось в 1970-х и 1980-х американским физиком Джозефом Хотоном Тейлором младшим. Вместе с Расселом Хулсом он обнаружил в 1974 году двойную систему, состоящую из пульсара на орбите вокруг нейтронной звезды. Они вычислили, что орбита пульсара очень медленно уменьшается, после чего предположили, что это происходит из-за потери энергии в форме гравитационных волн. За открытие двойной системы с пульсаром и описание её эволюции они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году. Однако научному сообществу по-прежнему требовались более весомые доказательства.

Если вы читали о фильме «Интерстеллар», то наверняка знаете, что его сценарий частично основывается на расчётах Кипа Торна – астрофизика, специалиста в области теории гравитации и эксперта по ОТО. Он был награждён медалью Альберта Эйнштейна в 2009 году, когда закончил свою работу в Калтехе.

Именно этот человек оказал ключевое влияние на проект строительства лазерно-интерферометрических гравитационно-волновых обсерваторий (LIGO), который был предложен в 1968 году Рэйнером Вайсом, преподавателем физики в MIT. Благодаря поддержке Кипа Торна и Рональда Древера (коллеги Торна по Калтеху) проект начал развиваться в восьмидесятых годах и вскоре нашёл своих инвесторов.

Внутри LIGO на этапе конструкции (фото: MIT).

Внутри LIGO на этапе конструкции (фото: MIT).

«В 1992 году было утверждено начальное финансирование LIGO. Проект потребовал самых больших инвестиций, которые мы когда-либо делали, – говорит астрофизик и директор NSF Франс Анна-Доминик Кордова. – Это был большой риск, но Национальный научный фонд понимает необходимость таких рисков. Мы поддерживаем фундаментальную науку и финансируем новаторов».

Спустя десять лет были построены две обсерватории и начались первые наблюдения. Долгое время гравитационные волны не удавалось обнаружить из-за их едва уловимого влияния. По расчётам волна средней мощности может искривить участок пространства километровых масштабов меньше чем на тысячную долю диаметра протона. Исследователи ждали астрономического события, которое породит особенно мощные гравитационные волны. Параллельно они совершенствовали оборудование, повышая чувствительность датчиков и систему их стабилизации. После очередного апгрейда в прошлом году детекторы LIGO стали способны фиксировать изменение относительной разницы длины плеч интерферометра в пределах 10-21 м.

Детекторы LIGO удалены друг от друга на 3002 километра. Они расположенных в Ливингстоне (штат Луизиана) и Хэнфорде (штат Вашингтон). Каждый из них содержит интерферометр Майкельсона внутри системы труб с глубоким вакуумом. В Ливингстоне установлен основной детектор. Его трубы L-образной формы диаметром 1,2 метра образуют плечи интерферометра длиной 4000 м. В Хэнфорде находится вспомогательный детектор вдвое меньшей длины. Каждое из плеч обоих интерферометров содержит дополнительные зеркала, благодаря которым формируется резонансная стоячая оптическая волна.

Схема двухлучевого интерферометра (изображение: MIT).

Схема двухлучевого интерферометра (изображение: MIT).

В проекте LIGO используется непрерывная оценка интерференционной картины. Луч лазера сначала расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом. Затем оба луча отражаются каждый от своего дополнительного зеркала и попадают обратно на зеркало-делитель под одинаковыми углами, но с разных сторон. Два луча снова собираются в один и направляются в фотодетектор, расположенный перпендикулярно источнику.

Когда обсерватория находится в исходном состоянии, лазерные лучи после воссоединения гасят друг друга. Если любое из зеркал сместится хоть на доли световой волны, деструктивная интерференция исчезнет, а фотодетектор зафиксирует лазерный импульс. Благодаря такой схеме достигается оптическая регистрация сверхмалых сдвигов, которые способна вызвать мощная гравитационная волна.

Малейший сдвиг любого зеркала прекращает деструктивную интерференцию, и фотодетектор регистрирует свет (изображение: MIT).

Малейший сдвиг любого зеркала прекращает деструктивную интерференцию, и фотодетектор регистрирует свет (изображение: MIT).

14 сентября 2015 в 13:51 по московскому времени гравитационные волны были обнаружены на обоих детекторах LIGO. Сто пятьдесят дней потребовалось на анализ собранных данных и проверку результатов совместно со специалистами из аналогичного европейского проекта Virgo. В масштабном исследовании приняли участие более тысячи учёных из 90 университетов 15 стран. Россию в нём представляли Физический факультет МГУ и Институт прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде.

Помимо едва уловимых гравитационных волн смещение зеркал в детекторе вызывают и более прозаичные эффекты, например — сейсмическая активность. Однако характер регистрируемого сигнала в этом случае будет другим. Весьма трудоёмким этапом эксперимента была математическая обработка результатов. Статистическая достоверность открытия на основном детекторе LIGO оценивается как 5,1 σ.

Детектор в Ливингстоне зафиксировал гравитационные волны на 7 мс раньше, чем детектор в Хэнфорде. На основании этого был сделан вывод, что их источник был расположен в Южной полусфере неба. Астрофизики пришли к заключению, что им стали две чёрные дыры в момент слияния. Такой сценарий эволюции двойной системы был предсказан теоретически, но никогда не наблюдался. Факт слияния подтверждает повышение частоты гравитационных волн за время их регистрации.

На основе полученных данных эксперты LIGO дали оценку параметров черных дыр, породивших гравитационные волны. Их масса составила 29 и 36 солнечных, а удаление от Земли в момент слияния – 1,3 миллиарда световых лет. При этом событии около трёх солнечных масс было преобразовано в гравитационные волны за считанные секунды. Их мощность на пике эмиссии превысила совокупный фон гравитационных волн в видимой части Вселенной в 50 раз.

«Наше наблюдение за гравитационными волнами выполняет амбициозную цель непосредственно обнаружить это неуловимое явление. Оно помогает нам лучше понять Вселенную и интеллектуальное наследие Эйнштейна на сотой годовщине Общей теории относительности», – говорит исполнительный директор Лаборатории LIGO Дэвид Х. Рейц (David H. Reitze).

Обсерватория LIGO (фото: caltech.edu).

Обсерватория LIGO (фото: caltech.edu).

Успех команды проекта LIGO подтверждает не только существование гравитационных волн и нашу возможность регистрировать их, но и позволяет создать новые инструменты для изучения невидимых в оптическом диапазоне массивных космических объектов. Строительство детекторов гравитационных волн может оказать такое же влияние на астрономию, как в своё время оказало появление радиотелескопов.

«Мы надеемся, что первая регистрация гравитационных волн ускорит конструкцию глобальной сети детекторов, которая позволит определять точное местоположение их источников и откроет новую эру астрономии», – говорит Дэвид Макклеллэнд (David McClelland), директор Центра Гравитационной Физики в австралийском Национальном университете.

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
НАСА исследует рекордно холодный квантовый газ в условиях микрогравитации на МКС.
НАСА исследует рекордно холодный квантовый газ в условиях микрогравитации на МКС.
642
NASA опубликовало итоги многолетнего изучения эволюции Вселенной
NASA опубликовало итоги многолетнего изучения эволюции Вселенной
«Реконструкция» чёрных дыр позволит выяснить, как формировались галактики
«Реконструкция» чёрных дыр позволит выяснить, как формировались галактики
  • По тексту выходит, что расстояние в 3002 километра между детекторами волна преодолела за 7 мс. Значит ее скорость выходит больше скорости света. Если я ничего на напутал получается почти 429 тысяч километров в секунду, на 120 км/с больше скорости света в вакууме. Однако!..

    • Alexander I. Quant

      Гравитационная волна пришла на оба детектора под углом к линии, соединяющей их на Земле. Если бы угол был прямым, то регистрация сигнала произошла бы одновременно. С учётом фактически наблюдаемой задержки и исходя из предположения о движении гравитационных волн со скоростью света вычислили примерные координаты их источника.

    • xtemp09

      Большая глупость считать, что волна шла от одного детектора к другому. Она шла через планету, i. e. наискосок.

      • Бумбараш

        Почему «большая»? Обычный недочет.

    • asper_ru

      Ха, тогда если б детекторы были по разные стороны от точки взрыва, один в миллиарде световых лет, а другой, например, в миллиарде и одной световой секунде, то получилось бы, что расстояние между ними (два миллиарда световых лет плюс одна секунда) волна прошла бы за секунду по вашей логике)

  • Alexander I. Quant

    В поиске гравитационных волн и их потенциальных источников (в частности, двойных пульсаров) принимали участие волонтёры проекта распределённых вычислений Einstein@Home. С 11 августа 2004 года в нём было задействовано 422 437 компьютера. Их средняя производительность за всё время составила 1158,367 Терафлопс. По общему вкладу команда Russia оказалась четвёртой в десятке лучших. В ходе обработки данных от обсерваторий Advanced LIGO ни одному компьютеру волонтёров не удалось найти признаки гравитационной волны, поскольку в Einstein@Home искали стабильный периодический сигнал. Обнаруженная 14 сентября 2015 г. волна была исключительно мощной. Она продлилась всего четверть секунды, за время которых её частота увеличилась. Хотя компьютеры добровольцев и не нашли признаки этой волны, они помогли вычислить нижние пределы чувствительности детекторов LIGO и обосновать необходимость её повышения.

    • Бумбараш

      А нельзя в плечах интерферометра использовать многократное отражение луча, чтобы он несколько раз проходил туда-сюда до детектирования?

      • Жабот

        там где-то есть резонаторы Фабри-Перо, так что да.

      • Alexander I. Quant

        Читайте внимательнее. «Каждое из плеч обоих интерферометров содержит дополнительные зеркала, благодаря которым формируется резонансная стоячая оптическая волна».

  • Бумбараш

    Не касаясь сложности эксперимента, было бы странно, если бы эти волны не обнаружили. Понятно, что гравитационное поле, как и электрическое, не распространяется мгновенно. Изменение положения любого заряженного (а равно — массивного) тела можно обнаружить по изменению этого поля. http://www.youtube.com/watch?v=OU_WaAPvUEI
    Начните вращать заряженную палку — обнаружите исходящие от нее электромагнитные волны. Почему у вращающихся вокруг общего центра масс тяжелых предметов, дело должно обстоять иначе?
    И — вопрос. Про относительность линейного движения все более-менее понятно. Но получается, что вращение тела — понятие абсолютное? Допустим, есть комната с платформой в полу, способной вращаться вокруг собственной оси. Вы стоите на этой платформе, комната начинает вращаться вокруг вас. Или платформа начинает вращаться вместе с вами. Это нетрудно определить, да? По наличию/отсутствию «центробежной силы». Получается, пространство каким-то образом «отличает» неподвижное тело от вращающегося?

    • AlexHa

      Электромагнитная волна, это превращение электрического поля в магнитное и наоборот. За счёт взаимных превращений поля затухают пропорционально квадрату расстояния, а не кубу, как для статических полей. А что такое гравитационная волна?

      • Бумбараш

        А по-моему, затухание электромагнитных волн пропорционально квадрату расстояния не из-за взаимного превращения этих полей (которые, имхо, суть одно и то же), а из-за трехмерности пространства: площадь сферы, в пределах которой идет распространение этой волны, пропорциональна квадрату ее радиуса.
        Волна же не каша из волшебного горшочка, не заполняет объем. Она как ударная волна взрыва — носитель энергии. К тому же, меняя коридор распространения волн, можно менять зависимость затухания от расстояния (вплоть до усиления). Если волна будет распространяться между двух плоскостей, убывать будет пропорционально расстоянию от источника, я так думаю.
        Гравитационная же волна? Представим, что на некотором расстоянии от нас внезапно появилось массивное тело. Информация об этом, в виде изменения гравитационного поля, дойдет до нас не моментально, Фронт распространения этой информации и есть гравитационная волна.

        • AlexHa

          Ну да, сфера образуется за счёт взаимных превращений. Впрочем, это не суть. Не всякое изменение поля это волна или таки всякое?

          • Бумбараш

            Полагаю, всякое. Скажем, изменился заряд тела, поле вокруг него меняет потенциал со скоростью света. Распространение изменения потенциала (как изменение уровня воды) — волна.

          • AlexHa

            Если верить Википедии, ключевой параметр волны это способность к перемещению. Волна это перемещение в пространстве некоей совокупности физических величин. В этом смысле волной может быть что угодно и это не интересно.

      • Vadim Belyavsky

        А электрическое поле это что? Что-то в пространстве? Ну и есть варианты с линейным затуханием этого «типа поля». «А что такое гравитационная волна?» — это вообще темный лес. Нет у ТО корректных определений базовых понятий: пространство, материя, поле. Точнее они были, но потерялись, за много лет эксплуатации.

        • AlexHa

          Варианты с линейным затуханием в канализирующих структурах возможно что и есть. Гравитационная волна как изменение гравитационного поля, распространяющееся в пространстве, это как-то банально. Можно было бы наверное регулярно это наблюдать, как скажем, приливы и отливы под действием гравитации Луны. По трактовке Википедии получается, что это тоже гравитационные волны, возмущения гравитационного поля, проходящие от Луны до земных океанов. Видимо, они там что-то другое искали.

          • Vadim Belyavsky

            «канализирующих структурах» — не только там. http://witricity.com/technology/technical-papers/ тут есть. Ну и по слову «качер Бровина» тоже кое-что интересного. Насчет гравитационного поля — вопрос тоже малопонятный. Например, в связке Земля-Луна поведение Луны говорит о том, что на нее нет влияния Солнца. То есть типа гравитация Солнца «выключена» в локальной зоне пространства около Земли. И много чего еще непонятного и противоречивого. Луна на земные океаны тоже не влияет. Точнее приливы-отливы никак с Луной не связаны. Если интересно — то есть тут http://newfiz.info/ Много спорного, но все-же…

          • AlexHa

            Канализирующие структуры бывают не только в виде труб. Гравитация Солнца вряд ли выключена, но фокусы конечно можно разные показывать. Кролики в шляпах и всё такое. Типа крекс-пекс-фекс и вот тебе и жаркое и мех на шапку. Казалось бы — вот оно, ни силос переводить ни на ветеринаров тратиться. Но — нет. Вынимающему кроликов из шляпы всегда чего-то не хватает для того чтобы наладить серийное производство крольчатины. Обычно денег.

          • Vadim Belyavsky

            Не понимаю, при чем тут кролики? И фокусы тут не при чем. Есть некий факт: приливы. Есть его интерпретация в школьном учебнике. Типа луна и иная фигня. Есть карты приливов для лоцманов и некая теория, откуда эти приливы именно в это время. Есть некая интерпретация на сайте http://newfiz.info/ . Степень безумия — максимальная в учебнике для лоцманов. Красиво и наглядно (но совершенно нереально) — в учебнике в школе. Составьте свое представление.

          • AlexHa

            Фокусы здесь при том, что существуют некие манипуляции, которые дают неверное представление о происходящем. В математике и физике такое тоже бывает. Есть немало занимательных книжек на этот счёт, забавных доказательств что 2х2=5 и всё такое. Практика однако критерий истины. Если есть некая теория, и она всё объясняет, то логично считать её правильной. Если она не всё объясняет, а другой нет, то логично принять её за рабочую версию. Но принимать за рабочую теорию, которая объясняет только то, что не объясняет объясняющая всё остальное, а всё остальное не объясняет, неправильно.

          • Vadim Belyavsky

            Согласен, что «Есть немало занимательных книжек на этот счёт, забавных доказательств что 2х2=5 и всё такое.»
            Практика не критерий истины. Потому, что ВСЕГДА есть интерпретация информации. То есть реально есть не практика, а «суждения» о практической информации.
            Теория не может всего объяснять, иначе она не теория (принцип Поппера).
            Если другой теории нет, то логично ее разработать, а не только принимать ту, которая не работает за рабочую версию. И конечно же, может существовать неограниченное количество моделей явления (теорий). Которые описывают явления с той или иной степенью достоверности.
            Но лучше использовать логические построения для формулировки теорий. Или иные принципы. Но что-то одно, не меняя «на ходу» правила логики.
            То есть прежде всего, стоит проверить логичность теорий. А там такой дым…
            «принимать за рабочую теорию, которая объясняет только то, что не объясняет объясняющая всё остальное» тоже можно. Это один из методов научного знания, по Фойерабенду. Не хуже, чем позитивизм по Попперу.
            Обратите внимание: есть несколько методов научного знания. А не только позитивизм, на котором построена Ваша логика.

          • AlexHa

            На мой взгляд, научные теории бывают двух видов — схоластические и применяемые на практике. Споры о том, сколько ангелов помещается на кончике иглы, легко решаются обмером иглы и ангелов тем или иным способом. Или действующим расчётом удельной емкости лампады в ангелах. Если же ничего подобного невозможно, то это схоластика. В радиотехнике есть такой «метод комплексных амплитуд». Колебание электрической величины, происходящее во времени, представляется в виде вращательного движения некоего постоянного вектора, существующего наполовину в некоем «потустороннем мире». «Потусторонность» математически описывается введением дополнительного слагаемого, домноженного на мнимую единицу. В таком виде разнообразные действия с величинами оказываются на удивление простыми, фактически, одно сложение и вычитание. После проведения нужных вычислений, результат возвращают в наш реальный мир путем избавления от мнимой части. Никого не интересует физический смысл модели, не смущает весь этот вопиющий оккультизм. Так проще считать, вот и всё. Это пример применяемой на практике науки. А бывают логически обоснованные модели, которые просто некуда приткнуть. Колмогоровские доказательства, например. Это схоластика.

          • Vadim Belyavsky

            Я тоже за практическое знание. Насчет обмера — не все так просто. Берете карту. Меряете курвиметром протяженность береговой линии. Потом умножаете на коэффициент масштаба карты. Получаете длину береговой линии 10 км. Потом берете метр и меряете протяженность береговой линии ногами, прикладывая метр. Получаете 25 км. Прикол в том, что оба результата правильные. Длина береговой линии равна и 10 и 25 км. Просто результат зависит от масштаба измерения. А точнее от неделимой единицы измерения. Ну и кривые линии мерять ПРЯМЫМИ единицами измерения – это всегда некая абстракция.
            Это пример, что корректно мерять – очень не просто.
            Конечно же, математические методы и нужны для упрощения жизни и расчетов.
            Я же не против! Интегралы позволяют просто вычислять площади сложных фигур. Прелестно! И конечно же Вы правы! Можно переводить реальность в модели и обратно в реальность. Но применимость такого метода всегда надо доказать. Доказали – применяйте.
            А вот с ТО и гравитационными волнами – все криво.
            Взяли абстрактное построение в пространстве Минковского. Пофантазировали с размерностями. Соединили пространство со временем. А почему пространство не соединили с цветом? Пространственно-цветовой континуум… Чем хуже?
            Потом понеслась душа в рай… Наворотили кучу логических построений в абстрактной модели. А теперь ищут подтверждение выводов из модели на практике. Может они и есть. Может быть и нет. Может быть результаты эксперимента можно интерпретировать иным методом. Но это метод никто не будет искать! Задача иная: найти ПОДТВЕРЖДЕНИЕ неким математическим построениям, на которые дали бабло. И их найдут. Если не найдут – то придумают. То есть результат будет всегда положительный.
            Это не плохо! Это просто прекрасно! Цель: получить финансирование и хорошо жить группе заинтересованных лиц (типа ученых из конкретного исследовательского проекта). Ради этой цели применяемый метод дает правильный результат. То есть бабло освоено, результат получен. Ничего более в этой исследовательской программе не ищите. Поэтому все вопросы типа зачем это знание, каков практический применимый результат по определению бессмысленные.
            Для проверки: попробуйте получить доступ к методам проведения эксперимента, к «сырым» данным, влезть внутрь этой квазинаучной «кухни». Если получится (в чем сомневаюсь) – значит это реально ближе к науке, чем к распилу бабла. По моему опыту – будет очень сложно получить доступ даже к методикам (к планированию эксперимента, документы DOE, DOX, or experimental design). Про «сырые» данные – или будет гигантский объем. Или дают под условиями.

          • AlexHa

            Большинство из того, что сейчас считается достижениями науки, было открыто при решении практических задач. Абстрактное фантазирование и экспериментирование как правило бесплодно.

          • Vadim Belyavsky

            Совершенно согласен! «считается достижениями науки» — прелестно! Именно считается! Только практика. Лампочку накаливания придумали практики. Наука нужна чтобы она светила не 25 часов, а 500. В этом и есть смысл науки.

          • AlexHa

            Ну да, устройство в идеале должно давать свет любой нужной интенсивности в любой период времени и без каких либо затрат на поддержание его работы. Одно из направлений развития науки.

          • Vadim Belyavsky

            Ну и насчет электричества. Мнимые единицы, прикольная математика…Для чего?
            Если разобраться, то все очень просто. I=U/R Типа закон Ома…
            Вот только I функция от (t), от времени. Причем всегда. Причем нелинейная в общем случае.
            U – тоже функция от (l), пространственное распределение зарядов. Причем всегда. Причем нелинейная в общем случае.
            R – свойство материала. То есть величина ИНОГО рода, чем I и U.
            Не пинайте меня сильно, я знаю про дифференциальную форму записи закона Ома и иные формы. Но это не важно!
            МОДЕЛЬ явления построена именно на «типа законе Ома». Потому, что просто и наглядно. А для катушек и конденсаторов надо учитывать фактор времени. Потому как ой. Иначе не выходит. Вот и приплели прикольную математику. И правильно! Чего морочиться. Так ПРОЩЕ!
            Ну а приемлемой модели электрических (электромагнитных?) явлений как не было, так и нет.

          • AlexHa

            Чтобы рассуждать о приемлемых моделях, необходимо определить критерии приемлемости.

          • Vadim Belyavsky

            Это да. Каюсь, не написал точно. Пока для меня этот критерий — соответствие практики рассчитанным значениям. Например, CST EM Studio дает погрешности в 20-30% от реальности. Проблема именно кривых моделей явления. Про электрохимию лучше не вспоминать. Там очень грустно…

          • AlexHa

            Для САПР применяют упрощенные модели, с целью уменьшения объема вычислений.

          • Vadim Belyavsky

            Ну не факт. Сам метод расчетов (числодробилка) там FEM, Так что вычислений завались всегда. А считают по моделям Максвелла. И вроде все красиво и наглядно. Но очень далеко от реальности. Особенно в сильных полях. Для сравнения: моделирование нагрузок, тепловых процессов, даже течения жидкости — на порядок лучше и точнее. А ведь числодробилка там та же самая (ну похожая). Просто нет понимания и модели, что же такое электричество.

          • AlexHa

            ЭМ явления никогда не считают в общем, всегда задают граничные условия. Чем они сложнее, тем сложнее вычисления. О рассеянии волн на проводящем конусе статей написано море, несмотря на все САПРы.

          • IF

            упоительно. еще!

          • Vadim Belyavsky

            «БИРЮЛЬКИ И ФИТЮЛЬКИ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ» http://newfiz.info/gra-opus.htm
            Ну и тут аффтар жжот:
            про пространство-время https://www.youtube.com/watch?v=l5oYbA8mQl4
            про науку https://www.youtube.com/watch?v=fwfspdhhi-8

    • Жабот

      ну при вращении есть ускорение, при линейном перемещении нет

      • Бумбараш

        Это понятно. А как пространство «определяет», какое из тел вращается, а какое — нет? Вращение — относительно чего?

        • Жабот

          слаб я в этом, но вращение, извиняюсь за капитанство, относительно центра вращения )) А чтобы это тело удержать, не дать сорваться в прямолинейное движение по касательной, нужна сила. Интуитивно я это так представляю.

          • asper_ru

            ну если речь о вращении твёрдого тела вокруг своих осей — оно никуда не улетит, но будут возникать внутренние напряжения, да.

        • Пионер

          Относительно «Мирового эфира» , которого ,как известно , нет…

          • Vadim Belyavsky

            Это как это? Типа как того суслика из ДМБ? Которого нет? Шутите… Что-то типа эфира точно есть.

          • Пионер

            Эфира нет — Эйнштейн отменил….
            Отсутствие эфира — постулаты ОТО И СТО.
            » Внутри атома среды нет , в межгалактическом пространстве среды нет ….»
            https://www.youtube.com/watch?v=mbA-v1eTB-s

          • Vadim Belyavsky

            Да полноте Вам… Айнштайн не отменял эфир. Он был вполне вменяемым человеком. Отменили его потом. Ну и как отменили… Тоже вроде не совсем. Скажем так: что-то и как-то есть. Но называть эфиром это чего-то в определенных научных кругах нельзя. Так точнее.

          • Афиук

            Это не только постулаты. Это вполне доступные тогда Эйнштейну, а теперь всякому школьнику экспериментальные результаты Майкельсона с Морли.

          • Пионер

            Ох , как оказывается ,непросто там с экспериментальными работами…
            https://www.youtube.com/watch?v=R32mKpweqXQ

          • Афиук

            Википедия:

            Позже, после создания общей теории относительности (ОТО), Эйнштейн предложил возобновить применение термина, изменив его смысл, а именно — понимать под эфиром физическое пространство ОТО[48].

            [48] Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. — М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 682—689.

          • Пионер

            А ,есть ли в открытом доступе постановление Президиума АН СССР 1964 года, закрытое , но действующее и поныне: » О том ,что Теорию Относительности критиковать нельзя , эфиром заниматься нельзя…»?
            https://www.youtube.com/watch?v=pO1PdXniam0
            Наберите , — посмеёмся вместе — как два старых осла…
            http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=4495296

        • asper_ru

          Пространство ничего не определяет, само тело это определяет — испытывает ли оно центростремительное ускорение, или нет. Хотя по Эйнштейну можно заменять ускорение гравитацией, правда тут ещё эффект Кориолиса учитывать надо.

          • Бумбараш

            Так не важно, ЧТО определяет, важно, что имеется базовая система координат. Если мы вращаемся относительно нее — центробежная сила есть.

        • asper_ru

          т.е. например если вы будете вращаться вокруг собственной оси в пустом пространстве, где нет ни звёзд, ни воздуха, вы все равно сможете определить своё вращение, например потому, что голова начнёт кружиться) кровь прильёт к голове и ногам (ну это если ось проходит через живот, поперёк позвоночника), песчинки во внутреннем ухе прижмутся к датчикам ускорения, и т.п. Если достать из кармана динамометр (весы-безмен с подвешенным грузиком) и вытянуть его на руке, или на верёвке, то груз начнёт отгягивать пружину, причём тем сильнее, тем дальше мы вытянем его от себя.

        • asper_ru

          Ну, или если вам будет принципиально считать себя неподвижным, придётся считать, что вокруг вас действует неоднородное гравитационное поле, (т.е. вводить центробежную силу) обладающее релятивистскими (зависящими от скорости объектов) свойствами, потому что если отпустить тело, подвешенное на натянутой верёвке, оно начнёт удаляться не по прямо, а по спирали (т.е. придётся вводить силу Кориолиса). Поэтому проще предположить, что «на самом деле» вращаетесь вы. В кавычках потому, что никакого «на самом деле» в физике, конечно, нет, всё относительно, но представить вращающимся себя обычно более проще. Хотя для каких-то расчётов будет удобнее неинерциальная система счисления, где мы неподвижны, а вокруг действуют гравитационные силы (они же силы инерции), типа центробежной и кориолисовой.

        • asper_ru

          Например, если мы живём на космической станции с искусственной центробежной гравитацией, нам будет проще считать, что наша комната неподвижна, притягивает нас к полу, но при движении возникает сила Кориолиса, смещающая нас вбок, равная скольки-то там ньютонов на каждый метр в секунду нашей скорости передвижения.

          А если мы расчитываем полёт ракеты от Земли к Плутону, мы будем считать это в инерциальной системе счисления, взяв за начало координат центр Солнца и направив координатные оси на три какие-нибудь достаточно неподвижные звезды (т.е. те, тангенциальная скорость которых по отношению к Солнцу достаточно мала, и, значит, которые за время нашего полёта не сдвинутся настолько, чтобы это пришлось учитывать).

          Если кто умный, пусть меня поправит, честно говоря, слабо представляю себе расчёты космических полётов.

    • Vadim Belyavsky

      Не странно, что что-то обнаружили. Странно, что это что-то называют «гравитационными волнами».
      Прежде всего, вызывает сомнение «искривление пространства», как основа предсказательной базы теории. Так как нет точного определения этого самого «пространства».
      Ну а далее крепчает беспредел: электромагнитные волны. Волны чего? Какой среды? Только просьба прочитать Максвела как можно ближе к оригиналу, а не интерпретации из учебника.
      Это для начала. Собственно интерпретация опытных данных пока не очень важна.

      • AlexHa

        В науке есть понятие аксиом, базовых постулатов, на которых всё строится. Существует некая субстанция, воздействующая на окружающие предметы. Назовём её полем, изучим её свойства и опишем их математически в терминах, которые доступны измерению. Вот и всё. Пространство мерим линейкой, поле силой действующей на какой-то вес и т.п.

        • Vadim Belyavsky

          Это не совсем так. Аксиоматические систем знания построены так, как Вы пишите. Есть аксиомы, а вот насчет постулатов — это вопрос спорный. А вот далее — очень по-разному. Философия науки содержит несколько определений «научности» знания. Это тут. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%B4%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8
          Главный нюанс в том, что Вы (и традиционно в России) используют позитивизм и концепции Поппера для «научного подхода». И с этой точки зрения все, что Вы написали более-менее подходит.
          Вот только нужно аккуратно использовать методы «изучения» (что очень часто не соблюдается).
          Плюс доказать, что выбранный раздел математики можно использовать для описания физических процессов (что не сделали для анализа «полей» в физике, ни для описаний «пространства-времени» ТО).
          Плюс мерять пространство не термометром, для начала. Кстати, это не совсем шутка. Такое часто бывает. Кстати, линейкой мерять пространство не совсем корректно.
          А вот у буржуев используют иной подход.
          Концепция «исследовательских программ» по Имре Лакатосу. Исследовательская программа состоит из «жёсткого ядра» и «защитного пояса». То есть похоже на ядро из аксиом и пояс из теорий. Ключевое слово – похоже!
          Так проще получить бабло на исследования и очень легко делать всякую фигню, вместо «науки». Это главная цель! Само знание – второстепенная (в лучшем случае) цель.
          Именно поэтому ВСЕГДА должна быть видимость результата. Типа что-то нашли.
          Но часть народа пашет «по-науке», часть – по «исследовательским программам» И получается супер каша!
          В конкретном случае с гравитационными волнами:
          1. Очень слабо определено «ядро» программы. Много ошибок в логике для построения «пояса» теорий. Пример: понятие «пространство-время», как единая система измерений.
          2. Экспериментальные методы тоже спорные. Можно ли именно этой «линейкой» мерять гравитационные волны? Очень тонкий момент. Возьмите базовые принципы метрологии и проанализируйте всю цепочку эксперимента: волосы дыбом встанут!
          3. Интерпретация данных. Если в случайном шуме искать некий «импульс», его почти всегда можно найти. И, как правило, чем сложнее методы анализа данных – тем выше вероятность, что их используют, чтобы прикрыть некие «фокусы». Это из научной практики, у меня богатый опыт в «научных проектах» в Европе.
          Но все это по-фигу! Бабло освоено, какой-то результат есть. Это – главное.
          Так что приказ господина ПЖ: «Всем пацакам надеть намордники и радоваться»!

  • AlexHa

    5,1 σ.- это сколько? Вероятность 50х50? То ли волны есть, то ли их нет? Зафиксировали помеху, посмотрели в сторону откуда якобы пришло, нашли там какие-то дыры…

    • halyavin

      5 сигм соответствуют одному шансу на 3.5 миллионов, что наблюдение вызвано случайным шумом.

    • Alexander I. Quant

      > 5 стандартных отклонений — это уровень строгого научного доказательства.
      http://www.six-sigma.ru/page_162.html

      • AlexHa

        Строгое научное доказательство, это в моём понимании математический вывод. А эксперимент может быть только достаточно достоверным. Ну что же, высокая вероятность, это радует. Теперь осталось рассмотреть качество методики её определения. Есть подозрение, что не все согласны с её полной адекватностью, такого в науке не бывает никогда, всегда бывают сомневающиеся. Жаль, что в статье про это ничего не написано.

        • kue

          «- Роза Марковна, в чем, по Вашему мнению, заключается секрет успеха?
          — Главное — это оказаться нужным местом в нужное время.»

          • AlexHa

            Сверхсветовые нейтрино, это было круче.

        • Alexander I. Quant

          Это и есть математический вывод, который подтверждает достоверность эксперимента.
          http://elementy.ru/LHC/HEP/study/errors/sigma

          • AlexHa

            Нет, это не так. Этот вывод не подтверждает достоверность эксперимента. Это всего лишь правила, с помощью которых можно определить достоверность с той или иной вероятностью.

  • Жабот

    А каков, так сказать, спектр длин принятых волн? Интересно также, какая единица измерения, я чето даже с размерностью не могу определиться..

    • Alexander I. Quant

      Детекторы LIGO обладали максимальной чувствительностью к волнам в диапазоне частот от десятков герц до 300 Гц. Для удобства восприятия зафиксированную гравитационную волну можно представить в виде звука. Получится вот такой рингтон:
      https://w.soundcloud.com/player/?url=https%3A//api.soundcloud.com/tracks/246542139

  • triod pentod

    пусть как хотят называют, но они останутся электромагнитными.

  • Пионер

    » При этом событии около трёх солнечных масс было преобразовано в гравитационные волны за считанные секунды. …»
    Любопытно , что сей катаклизм не сопровождался гамма и рентгеновским излучением…

    • asper_ru

      почему ж не сопровождался? Возможно, в гамму/рентген энергии ушло гораздо больше, просто в статье про это не сказано.

      • Пионер

        Положим , что это так .
        Но , тогда уместен другой вопрос .
        На орбите Земли «висит» изрядное количество ИСЗ с детекторами гамма излучения.
        Их основная функция — отслеживание ядерных испытаний , гамма вспышки в космосе — «побочные шумы » активности Солнца ,взрывов Сверхновых , столкновений и.т.д.
        Но , не один ЦУП не заявлял о зафиксированной гамма вспышке какой либо мощности.
        А обнаружение такой вспышки в «синхроне» с гравитационной волной, явилось бы полным триумфом ОТО — полным посрамлением «альтернативщиков» , типа Ацюковского.
        Ацюковский утверждает , что скорость распространения гравитации превышает скорость света «минимум в 50000000 раз.»
        Слышал только одно забавное объяснение , что кванты «высоких энергий» отклонились (задержались) из-за воздействия некой гравитационной линзы неизвестной природы…

        • CPSU

          Значит есть какое-то время (по Ацюковскому) на приход ЭМ волны. И, если оно совпадет с расчетным, адептам ОТО придется это как-то объяснять.

          • Пионер

            » И, если оно совпадет с расчетным, адептам ОТО придется это как-то объяснять.»
            Тогда , гамма-всплеск настигнет Землю через миллиард лет «+ -» , после прибытия гравитационной волны — из за разницы скоростей…
            Адепты ОТО выкрутились,однако ! — » время прибытия волн» совпало (Якобы).
            https://news.mail.ru/society/24838438/?frommail=10
            Правда , насколько свет это «ЭМ» — вопрос…
            https://www.youtube.com/watch?v=DmePiWfdA5c
            https://www.youtube.com/watch?v=pO1PdXniam0

          • CPSU

            Спасибо, я время из-за разницы скоростей не сумел посчитать… Все остаются при своих.

    • Alexander I. Quant

      Сопровождался, и это подтвердила орбитальная гамма-обсерватория «Ферми».
      В статье на неё ссылок нет, так как на момент написания официального пресс-релиза от группы Билла Этвуда ещё не было. http://gammaray.nsstc.nasa.gov/gbm/publications/preprints/gbm_ligo_preprint.pdf

      • Пионер

        Спасибо !
        Нашёл на русском — сравню с оригиналом.

      • Влад

        изверги. опять кефищиков обломали

  • asper_ru

    А что, интересно, дают эти чудо-волны нам в практическом плане, помимо детектирования космических событий? Можно ли сделать приёмопередатчики на гравитонах, и будут ли у них какие-то премущества перед радиоволнами? Что там с антигравитацией, опять же?

    • Жабот

      э-э-э, вот насчет квантования этого поля все мутно. насчет гравитонов спешить не надо.
      Собсно шумиха малость удивляет, потому как экспериментальное подтверждение ОТО аж в 1919 году было. Юпитер что-то там отклонял.
      А уж раз есть поле, то будет и волна.

      • Alexander I. Quant

        Существование гравитационных волн — одно из следствий ОТО, которое было подтверждено лишь сейчас.

    • Пионер

      С антигравитацией » полный швах»…
      https://www.youtube.com/watch?v=tBNwHFiabSI

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2016
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"