Nach dem einschalten im September 2015 Doppel-Observatorium LIGO — Detektoren Laser Interferometer Gravitational-wave Observatories in Hanford, Washington und Livingston, Louisiana — gleichzeitig fanden die Fusion von zwei schwarzen Löchern in der ersten Arbeitssitzung, obwohl Ihre Empfindlichkeit wurde auf 30% des möglichen. Die Verschmelzung von zwei schwarzen Löchern die Masse in 36 und 29 Solar, entdeckte 14. September 2015, und anderen schwarzen Löchern 14 und 8 Sonnenmassen, nachweisbare 26. Dezember 2015, lieferte die erste eine bestimmte und direkte Bestätigung der Existenz von Gravitationswellen. Es dauerte ein volles Jahrhundert, um es zu tun. Endlich-Technologie konnten die Theorie überprüfen und genehmigen.
Aber die Entdeckung dieser Wellen nur der Anfang: in der Astronomie Braut sich eine neue ära. Vor 101 Jahren Einstein eine neue Theorie der Gravitation: Allgemeine Relativitätstheorie. Zusammen mit Ihr kam die Erkenntnis: die Fernen Massen anzieht ähnliche sofort in der ganzen Welt, es ist die Anwesenheit von Materie und Energie verformt sich das Gewebe von Zeit und Raum. Dieses völlig neue Bild der Gravitation brachte eine ganze Reihe von unerwarteten Konsequenzen, einschließlich der Gravitations линзирование, expandierenden Universum gravitative Zeitdilatation und — wie wir jetzt sicher wissen — die Existenz einer neuen Art von Strahlung: Gravitationswellen. Wenn die Massen sich bewegen oder beschleunigen relativ zueinander durch den Raum, die Reaktion des Raumes selbst erzeugt Wellen. Diese Wellen bewegt sich durch den Raum mit Lichtgeschwindigkeit und immer am Ende in unsere Detektoren, informiert uns über die Fernen Ereignisse durch Gravitationswellen.
Der einfachste Weg, Objekte zu erkennen, die starke Signale emittieren, nämlich:
- die großen Massen,
- gelegen auf kurzen Abstand untereinander,
- schnell rotierende,
- mit deutlich wechselnden Umlaufbahnen.
Die besten Kandidaten sind offensichtlich kollidieren, коллапсирующие Objekte wie schwarze Löcher und Neutronensterne. Uns auch ist zu Bedenken, eine Frequenz, auf der wir erkennen diese Objekte, die etwa gleich der Länge des Weges des Detektors (Länge ärmel, multipliziert mit der Anzahl der Reflexionen), geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit.
LIGO, mit Ihrem 4 kilometerlangen, ärmel mit tausenden von Reflexionen des Lichts, kann man die Objekte mit den Frequenzen in миллисекундном Bereich. Dazu gehören die zusammengezogenen schwarze Löcher und Neutronensterne in der letzten Phase der Fusion, sondern auch exotische Ereignisse wie schwarze Löcher oder Neutronensterne, die absorbieren großes Stück des Stoffes und erleben «platsch», immer mehr kugelförmig. Stark asymmetrische Supernova können auch eine Gravitations-Welle; Zusammenbruch Kernel-kaum fallen in den Gravitationswellen-Detektoren, konfluierende weiße Zwergstern in der Nähe könnten.
Wir hatten auch die Merge-schwarze Löcher mit schwarzen Löchern, und in dem Maße, wie LIGO weiterentwickelt wird, kann davon ausgegangen werden, dass für die nächsten paar Jahre werden wir die erste Generation Auswertungen stellaren schwarzen Löcher Massen (von einigen wenigen bis zu Hunderten von Sonnenmassen). LIGO soll auch eine Verschmelzung von Neutronensternen mit Neutronen Sternen; wenn Observatorium wird auf die geplante Empfindlichkeit, Sie sind in der Lage, zu beobachten, drei bis vier Veranstaltungen monatlich, wenn unsere Bewertung der Häufigkeit Ihrer Verschmelzung und Empfindlichkeit von LIGO treu.
Asymmetrische Whitebeard und взбулькивания exotischen Neutronen Löcher wird es sehr interessant sein zu erkennen (wenn es möglich ist, doch wird angenommen, dass diese seltenen Ereignisse). Aber die größten Durchbrüche zu erwarten ist zusammen mit dem Aufkommen einer größeren Anzahl von Detektoren. Wenn der Detektor VIRGO in Italien zu arbeiten beginnt, wird vielleicht richtiger Positionierung durch triangulation: können wir genau bestimmen, wo im Weltraum geboren werden, diese Ereignisse, und im Anschluss daran die Durchführung und optische Messungen. Für VIRGO Folgen Gravitations-Wellen-Interferometer in Japan und Indien. Nach ein paar Jahren unsere Vision Schwerkraft-Welle des Himmels wird auf eine neue Ebene.
Aber die größten Erfolge beginnen, wenn wir werden unsere Schwerkraft-Wellen-Ambitionen in den Weltraum. Im Raum, Sie sind nicht auf die seismischen Rauschen, donnern Lastwagen oder Tektonik der Platten; nur Vakuum des Weltraums leise im hintergrund. Sie sind nicht durch die Krümmung der Erde, mögliche Länge der ärmel Sternwarte; Sternwarte abgeleitet werden kann, weit Weg von der Erde oder sogar in die Umlaufbahn um die Sonne. Wir könnten das Messen der Objekte sind nicht Millisekunden, sondern Sekunden, Tage, Wochen oder länger. Wir könnten die Entdeckung von Gravitationswellen Supermassive schwarze Löcher, darunter die größten bekannten Objekte im Universum.
Schließlich, wenn wir eine ausreichend große und ausreichend empfindliche kosmische Observatorium, konnten wir sehen Gravitationswellen, die von der Big Bang Theory. Wir könnten direkt erkennen Gravitations Störung der kosmischen Inflation und bestätigen nicht nur unsere kosmische Herkunft, sondern auch beweisen, dass die Schwerkraft selbst ist ein Quantum Kraft der Natur. Immerhin, diese Inflation Gravitationswellen nicht erscheinen könnte, wenn es die Schwerkraft selbst wurde nicht Quanten-Feld.
In der heutigen Zeit, setzt Debatte bezüglich dessen, was die Mission für die NASA wird eine Priorität in den 2030-er Jahren. Zwar bieten viele gute Missionen, zu erwähnen ist auch die Konstruktion der kosmischen Gravitations-Wellen-Observatorium in der Umlaufbahn um die Sonne. Wir haben die Technologie, wir haben bewiesen Ihre Leistungsfähigkeit bestätigten wir die Existenz von Wellen. Die Zukunft Gravitations-Wellen-Astronomie Grenzen der Tatsache, dass das Universum selbst kann uns helfen, und der Tatsache, wie viel wir ausgeben werden. Das aufblühen der neuen ära hat bereits begonnen. Bleibt die Frage, wie hell Leuchten diese ein neues Feld der Astronomie.
Die Zukunft Gravitations-Wellen-Astronomie: wie ist es?
Ilja Hel