Как стать автором
Обновить

Сможем ли мы увидеть линзирование гравитационных волн?

Физика Астрономия


В новом исследовании учёные из коллабораций LIGO и Virgo прочесали данные, полученные этими гравитационными обсерваториями, в поисках свидетельств гравитационного линзирования гравитационных волн. Хотя подтверждений этому эффекту в данных не нашлось, теория говорит, что гравитационные волны тоже должны быть подвержены воздействию крупных масс.

Астрономия, использующая гравитационные волны, отличается от той, что изучает электромагнитное излучение, в частности, видимый свет. Гравитационные волны слабы и их сложно обнаружить, зато они легко проходят сквозь массивные объекты. Благодаря этому гравитационная астрономия становится очень удобным инструментом изучения Вселенной. Правда, пока она ещё на самых ранних стадиях развития.


Гравитационное линзирование

Широко известен и многократно проверен эффект гравитационного линзирования света, предсказанный Эйнштейном. Свет от удалённого объекта отклоняется из-за гравитации другого массивного объекта – звезды, чёрной дыры, галактики. В результате массивный объект может фокусировать свет, как линза, и давать множество изображений одного объекта.
Читать дальше →
Всего голосов 14: ↑12 и ↓2 +10
Просмотры 3.1K
Комментарии 11

На нейтронных звездах высота «гор» не может превышать долей миллиметра

Научно-популярное

Ученые создали новую модель нейтронных звезд, согласно которой максимальная высота неровностей на их поверхности не будет превышать доли миллиметра. Из-за этого наблюдение гравитационных волн нейтронных звезд может оказаться более сложной задачей, чем считалось ранее.

Читать далее
Всего голосов 14: ↑14 и ↓0 +14
Просмотры 6.2K
Комментарии 18

Обновлённый детектор гравитационных волн заработает в этом году

Научно-популярное Космонавтика

Место расположения детектора LIGO

Приближаются к завершению работы по обновлению оборудования на лазерном детекторе гравитационных волн LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). В этом году должны начаться испытания, а на полную мощность проект планируют вывести не позднее следующего года. Обновлённый детектор получит в 10 раз большую чувствительность, чем первая версия, и по заверениям учёных, обнаружение гравитационных волн с его помощью «практически гарантировано».
Читать дальше →
Всего голосов 32: ↑30 и ↓2 +28
Просмотры 17K
Комментарии 26

Обсерватории LIGO и Virgo зарегистрировали ещё одну гравитационную волну

Научно-популярное Физика Астрономия

Франко-итальянский детектор Virgo, вид с воздуха на центральное здание, трёхкилометровое западное плечо и начало северного плеча (когда пространство-время сжимается, изменяется длина плеч: одно становится длиннее, а другое короче). Прочие здания — это офисы, мастерские, компьютерные залы и зал управления интерферометром. Фото: The Virgo collaboration/CCO 1.0

В августе три детектора на двух континентах зарегистрировали сигнал гравитационной волны — колебания ткани пространства-времени — от пары чёрных дыр в процессе слияния. Событие наблюдалось в районе GW170814, о нём 27 сентября 2017 года объявила конгломерация LIGO (пресс-релиз LIGO, пресс-релиз Национального научного фонда, научная статья о событии). Слияние чёрных дыр зарегистрировано 14 августа 2017 года в 10:30:43 UTC.

Это уже четвёртая гравитационная волна, которую зафиксировали обсерватории LIGO, но первый случай, когда гравитационные волны зарегистрированы сразу тремя разными детекторами, в том числе европейским Virgo. Работа показывает результат улучшенной локализации космических событий через глобальную систему объединённых в единую сеть обсерваторий гравитационных волн. В открытии участвовали два детектора конгломерации LIGO в штатах Луизиана и Вашингтон (США), а также детектор Virgo, размещённый возле Пизы (Италия). Он впервые участвовал в детектировании гравитационных волн.
Читать дальше →
Всего голосов 23: ↑22 и ↓1 +21
Просмотры 17K
Комментарии 50

На заре гравитационно-волновой астрономии: второе наблюдение слияния черных дыр

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия
Сегодня научная коллаборация LIGO-Virgo объявила об обнаружении гравитационных волн от второго источника и обнародовала результаты первого научного цикла наблюдений (всего три события за четыре месяца наблюдений). Статья опубликована в Physical Review Letters.



Подробности...
Всего голосов 37: ↑37 и ↓0 +37
Просмотры 28K
Комментарии 193

Официальная пресс-конференция о детекторах гравитационных волн: ответы на все ваши вопросы в этот четверг

Научно-популярное Физика Астрономия
В этот четверг, в 18.30 по Москве состоится пресс-конференция научной коллаборации LIGO, посвященная прогрессу в детектировании гравитационных волн.


На официальной странице коллаборации появилось сообщение с подробностями о грядущем сообщении. Планируется также прямая трансляция в Youtube, и в Google Hangouts, где можно будет задать любые вопросы ученым и получить подробные ответы.

Подробности
Всего голосов 17: ↑17 и ↓0 +17
Просмотры 11K
Комментарии 115

Открытие гравитационных волн и новая эра астрономии: комментарии российских физиков

Научно-популярное Физика Астрономия
11 февраля 2016 года навсегда войдёт в историю. В этот день состоялось одно из величайших научных открытий последнего времени — открытие гравитационных волн, предсказанных почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Рябь в ткани пространства-времени, которая искажает пространство и время вокруг себя, дошла до Земли и впервые была напрямую зарегистрирована.

«Мы открываем новую эру — эру гравитационно-волновой астрономии. Это можно сравнить с появлением телескопа или радиоастрономии. У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной», — считает один из участников проекта LIGO, руководитель группы «Когерентная микрооптика и радиофотоника» Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Городецкий.

Международный проект LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, был запущен в 1992 году, сейчас в нём участвуют учёные из 15 стран. С самого начала в экспериментах участвовали российские физики, в том числе научные группы под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова.
Читать дальше →
Всего голосов 39: ↑33 и ↓6 +27
Просмотры 33K
Комментарии 202

В третий раз зарегистрированы гравитационные волны: что мы можем узнать о Вселенной?

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия
Сегодня международная коллаборация LIGO-Virgo объявила о регистрации гравитационных волн в третий раз в истории. Источником, как и в предыдущие два раза, являлась пара черных дыр. О результатах исследования опубликована статья в Physical Review Letters.


Всего голосов 51: ↑51 и ↓0 +51
Просмотры 44K
Комментарии 217

Гравитационные волны пойманы в четвертый раз: как помог новый детектор Advanced Virgo

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия
Сегодня коллаборация LIGO & Virgo объявили (будет опубликована в PRL, статью можно почитать тут) о новом детектировании гравитационных волн (GW170814). Первые три события (раз, два, три) были зарегистрированы на двух детекторах LIGO в США. 1 августа к наблюдениям присоединился европейский детектор Advanced VIRGO, расположенный в Италии. А уже 14 августа гравитационные волны от слияния двух черных дыр были зарегистрированы всеми тремя детекторами.


Оценка расположения всех зарегистированных источников гравитационных волн. GW170814 определен с гораздо большей точностью за счет использования данных с трех детекторов.
Всего голосов 37: ↑37 и ↓0 +37
Просмотры 13K
Комментарии 79

Впервые зарегистрированы гравитационные волны от слияния нейтронных звезд — и свет от них

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия
Коллаборация LIGO-Virgo вместе с астрономами из 70 обсерваторий объявила сегодня о наблюдении слияния двух нейтронных звезд в гравитационном и электромагнитном диапазонах: увидели гамма-всплеск, а также рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное и радио излучение.


Иллюстрация столкновения нейтронных звезд. Узкий выброс по диагонали — поток гамма-лучей. Светящееся облако вокруг звезд — источник видимого света, который наблюдали телескопы после слияния. Credit: NSF/LIGO/Sonoma State University/Aurore Simonnet

Нейтронные звезды, самые маленькие и плотные из всех звезд, образуются при взрыве сверхновой. Когда две нейтронные звезды образуются в паре, они вращаются друг вокруг друга, и постепенно теряют энергию, сближаясь и излучая гравитационные волны, пока наконец не сталкиваются. Такое столкновение и наблюдали телескопы LIGO, а через две секунды после — гамма-вслеск достиг космического телескопа Ферми, и в последующие дни и недели астрономы могли наблюдать событие в других электромагнитных диапазонах.

Впервые гравитационные волны были зарегистрированы два года назад — от слияния черных дыр. С тех пор еще три сигнала от черных дыр были приняты детекторами, последний — всего за три дня до этого события.

Под катом — о сигнале и открытиях, с ним связанных: точной оценке на скорость гравитационных волн, независимой оценке на постоянную Хаббла и новых данных по физике нейтронных звезд.

UPD Краткое изложение главной статьи о детектировании ГВ на русском — здесь.

Всего голосов 61: ↑60 и ↓1 +59
Просмотры 27K
Комментарии 135

LIGO: линейка точностью в 1/10000 диаметра протона

Научно-популярное Физика Астрономия
Нобелевская премия по физике за 2017 год ожидаемо досталась Кипу Торну, Райнеру Вайссу и Берри Беришу за экспериментальное обнаружение гравитационных волн на лазерно-интерферометрических приборах LIGO. Этот успех (а обнаружение гравитационных волн (ГВ) от двух сливающихся черных дыр первый раз произошло 14 сентября 2015 года) стал плодом примерно 50-летнего развития техники для детектирования ГВ. В результате этого развития инструмент LIGO обладает леденящими характеристиками, впрочем, никакие человеческие эпитеты не передают уровня прецизионности этой машины.

image
Лазерно-интерферометрическая гравитационная обсерватория LIGO в Ливингстоне, Луизиана, США.

Сегодня поговорим об инженерном устройстве LIGO. Но прежде — о гравитационных волнах вообще.
Всего голосов 91: ↑91 и ↓0 +91
Просмотры 38K
Комментарии 179

Как LIGO может увидеть гравитационные волны, если в ОТО свет растягивается вместе с пространством?

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия

Как же LIGO может регистрировать гравитационные волны, если они растягивают свет вместе с пространством между зеркалами?



Image credit: www.ligo.caltech.edu

Этот вопрос непременно возникает, когда заходит разговор о детектировании гравитационных волн (ГВ). Обычно аргумент приводят такой: мы знаем, что есть гравитационное красное смещение, т.е. гравитация растягивает длины волн. Разумно предположить, что в LIGO свет тоже будет растягиваться, и длины волн, которые мы используем как «линейку» для измерения расстояния между зеркалами, растянутся в той же мере, что и само расстояние. Как же можно тогда пользоваться интерферометром для измерения гравитационных волн?

Представим возможные ответы на него:

  1. ГВ не влияют на свет, так что вопрос не имеет смысла.
  2. ГВ растягивают длину волны света, но очень слабо, так что мы не замечаем.
  3. Это не имеет значения, принцип детектирования не чувствителен к длине волны.
  4. Детекторы на самом деле и не работают.

Какой же из них верен?
Всего голосов 57: ↑56 и ↓1 +55
Просмотры 26K
Комментарии 146

Einstein Telescope: детектор гравитационных волн нового поколения

Научно-популярное Физика Лазеры Астрономия
Длиннее, мощнее, точнее — Европа собирается построить гравитационно-волновой детектор нового поколения под названием Einstein Telescope.


Einstein Telescope концепт-арт, credit: www.gwoptics.org

Детектор AdvancedLIGO только-только начал работать пару лет назад, и даже еще не достиг запланированной чувствительности. Однако ученым очевидно, что чувствительности LIGO будет недостаточно для настоящей гравитационно-волновой астрономии.

Я расскажу о том, что ограничивает LIGO, и как подземный криогенный детектор в 2,5 раза длиннее LIGO сможет обойти эти ограничения.
Внимание! Под катом много изображений.
Всего голосов 92: ↑91 и ↓1 +90
Просмотры 26K
Комментарии 89

Спросите Итана: если свет сжимается и расширяется вместе с пространством, как мы можем засечь гравитационные волны?

Блог компании Golovanov.net Научно-популярное Физика Астрономия
Перевод

Вид с воздуха на детектор гравитационных волн Virgo, расположенный в муниципалитете Кашина близ города Пиза в Италии. Virgo – это гигантский лазерный интерферометр Майкельсона с плечами длиной по 3 км, дополняющий два одинаковых детектора LIGO длиной по 4 км.

За последние три года у человечества появился новый тип астрономии, отличающийся от традиционных. Для изучения Вселенной мы уже не просто ловим свет телескопом или нейтрино при помощи огромных детекторов. Кроме этого, мы также впервые можем видеть рябь, присущую самому пространству: гравитационные волны. Детекторы LIGO, которые теперь дополняет Virgo, и скоро будут дополнять ещё KAGRA и LIGO India, обладают чрезвычайно длинными плечами, которые расширяются и сжимаются при проходе гравитационных волн, выдавая обнаруживаемый сигнал. Но как это работает? Наш читатель спрашивает:
Если длины волн света растягиваются и сжимаются вместе с самим пространством-временем, как LIGO может обнаружить гравитационные волны? Они ведь расширяют и сжимают два плеча детектора, поэтому волны внутри них тоже должны расширяться и сжиматься. Разве укладывающееся в плечо количество длин волн не будет оставаться постоянным, в результате чего интерференционная картина не будет меняться, и волны будет нельзя засечь?

Это один из самых распространённых парадоксов, которые представляют себе люди, размышляющие о гравитационных волнах. Давайте разберёмся и найдём ему решение!
Всего голосов 50: ↑42 и ↓8 +34
Просмотры 17K
Комментарии 216

Как квантовая запутанность поможет в детектировании гравитационных волн

Научно-популярное Физика Лазеры Квантовые технологии Астрономия
Мы недавно сделали эксперимент по проверке нового подхода к снижению квантовых шумов в LIGO и написали статью про это, смотрите на arXiv: «Demonstration of interferometer enhancement through EPR entanglement». А тут я расскажу, какие такие квантовые шумы в LIGO, как их можно снизить, и при чем тут квантовая запутанность и сжатый свет.

UPD статья опубликована в Nature Photonics.

Читать дальше →
Всего голосов 45: ↑45 и ↓0 +45
Просмотры 13K
Комментарии 108

Как я публиковал научную статью в Nature

Научно-популярное Физика Лазеры Квантовые технологии Астрономия
Два года назад, листая старую тетрадь с вычислениями, я наткнулся на явную ошибку в одном уравнении. Находясь в совершенном ужасе — это уравнение-то было опубликовано в научном журнале месяцем ранее, — бросил все дела и стал срочно переделывать расчет. И ошибка никуда не делась.



Как баг превратился в фичу, о научном прогрессе и всех приключениях в попытках опубликоваться в Nature. Спойлер: почти получилось.
Всего голосов 111: ↑111 и ↓0 +111
Просмотры 26K
Комментарии 112

Как мы используем квантовый свет для измерения осцилляторов при -250°С

Научно-популярное Физика DIY или Сделай сам Лазеры Квантовые технологии
Мы измерили вибрации маленького маятника на уровне одного нанометра. А потом засунули его в холодильник и охладили его до -250°C. А потом использовали квантовые корреляции, чтобы уменьшить шумы в системе и получше наблюдать сигнал.



Квантовые технологии помогают нам в самых разных областях. Например, когда нам нужно измерить очень слабый сигнал, а квантовые шумы в системе очень мешают. Это традиционная проблема, например, в гравитационно-волновых детекторах, в которых квантовые флуктуации в амплитуде и фазе лазера, используемого для измерения положения зеркал, мешают наблюдению гравитационных волн. Я об этом рассказывал в своей статье про детектор Einstein Telescope, который появится в Европе в недалеком будущем.

У нас в эксперименте получился маленький прототип этого детектора. Наша статья об этом эксперименте была опубликована в Physical Review Letters,
а препринт тут: Squeezed-light interferometry on a cryogenically-cooled micro-mechanical membrane.
!Много картинок!
Всего голосов 43: ↑43 и ↓0 +43
Просмотры 4.9K
Комментарии 16