Кэт Трош из астрономического общества Тихого океана

Сентябрь 2025 года отмечает десять лет после первого прямого обнаружения гравитационных волн, как предсказано теорией общей относительности Альберта Эйнштейна в 1916 году. Эти невидимые ряби в пространстве сначала были напрямую обнаружены лазерной обсерваторией гравитационной волны (LIGO). Проезжая со скоростью света (~ 186 000 миль в секунду), эти волны растягиваются и сжимают ткань самого пространства, изменяя расстояние между объектами при прохождении.

Волны в космосе

Гравитационные волны создаются, когда массовые объекты ускоряются в космосе, особенно в насильственных событиях. Лиго обнаружил первые гравитационные волны Когда два черных отверстия, вращающиеся друг с другом, наконец-то объединились, создавая рябь в пространстве-времени. Но эти волны Не исключительно для черных дырПолем Если бы звезда будет перейти сверхновой, это могло бы дать тот же эффект. Нейтронные звезды также могут создавать эти волны по разным причинам. В то время как эти волны невидимы для человеческого глаза, эта анимация из студии визуализации науки НАСА показывает слияние двух черных дыр и волн, которые они создают в процессе.

Как это работает

Обсерватория гравитационной волны, как и LIGO, построена с двумя туннелями, каждая в длину около 2,5 миль, расположенных в форме «L». В конце каждого туннеля установлено высокополированное зеркало 40 кг (около 16 дюймов в поперечнике); Это будет отражать лазерный луч, который отправляется из обсерватории. Лазерный луч отправляется из комнаты обсерватории и разделен на два, с равными частями, движущимися по каждому туннелю, отскакивая от зеркал в конце. Когда балки возвращаются, они рекомбинируются. Если длина руки совершенно равна, легкие волны отменяются правильно, производя тьму на детекторе. Но если проходит гравитационная волна, она слегка растягивает одну руку, сжимая другую, поэтому возвращающиеся балки больше не отменяются идеально, создавая мерцание света, которое показывает присутствие волны.

Фактическое обнаружение происходит в точке рекомбинации, когда даже незначительное растяжение одной руки и сжимание другой изменяет, сколько времени требуется лазерные лучи, чтобы вернуться. Эта разница дает измеримый сдвиг в интерференционной структуре. Чтобы быть уверенным, что сигнал является реальным, а не локальный шум, обе обсерватории Лиго – одна в штате Вашингтон (Лиго Хэнфорд), а также в Луизиане (Лиго Ливингстон) – должно записать ту же схему в течение миллисекундов. Когда они это делают, это подтверждение гравитационной волны, кружащейся через Землю. Мы не чувствуем эти волны, когда они проходят через нашу планету, но теперь у нас есть метод их обнаружения!

Принять участие

С помощью двух дополнительных обсерваторий по гравитационной волне, ДЕВА и Кагратам были 300 слияний черной дыры, обнаруженные в последнее десятилетие; Некоторые из которых подтверждаются, в то время как другие ждут дальнейшего изучения.

В то время как у среднего человека может не быть лазерного интерферометра, лежащего на заднем дворе, вы можете помочь с двумя проектами, направленными на обнаружение гравитационных волн и черные дыры, которые способствуют им:

• Охотники за черными дырами: Использование данных из Тесс спутниквы бы изучали графики того, как яркости звезд меняется со временем в поисках эффекта, называемого гравитационным микролинсингом. Этот эффект линзирования может указывать на то, что перед звездой прошел массивный объект, такой как черная дыра.
• Гравитационный шпион: Вы можете помочь ученым -лиго в исследовании гравитационных волн, искав глюки, которые могут имитировать гравитационные волны. Сортируя имитаторы, мы можем обучать алгоритмы тому, как обнаружить реальную вещь.

Вы также можете использовать желатин, магнитный шарики и небольшое зеркало для более практической демонстрации о том, как гравитационные волны движутся по пространственному времени с JPL Западая гравитационными волнами активность!

2025-10-01 02:22:00


1759336426
#Ночное #небо #октябрьские #ноты #Поехали #Лиго