Учёные объявили о втором в истории случае обнаружения гравитационных волн и о начале Новой эры в астрономии. 15 июня на пресс-брифинге, который одновременно проходил в МГУ имени М. В. Ломоносова и Американском астрономическом обществе в Сан-Диего, учёные коллаборации LIGO представили еще одно доказательство предсказания Эйнштейна о гравитационных волнах.
Учёные объявили о начале новой эры в астрономии

26 декабря 2015 года ученые зафиксировали гравитационные волны — возмущения метрики пространства-времени. Волны были зарегистрированы обоими детекторами Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO — Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), расположенных в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон, США.

«Второе детектирование гравитационных волн от сливающихся черных дыр детекторами LIGO очень важно. Фундамент для создания гравитационно-волновой астрономии становится крепче и надежнее», — говорит руководитель московской группы LIGO профессор физического факультета МГУ Валерий Митрофанов.

Исследования в LIGO осуществляются в рамках научной коллаборации LIGO (LSC — LIGO Scientific Collaboration) коллективом из более 1000 ученых из 15 стран, включая Россию. В числе российских ученых из коллаборации LIGO — сотрудники физического факультета МГУ: руководитель московской группы, профессор кафедры физики колебаний Валерий Митрофанов, профессора физического факультета Игорь Биленко, Сергей Вятчанин, Михаил Городецкий, Фарид Халили, Сергей Стрыгин, ассистент Леонид Прохоров. В разработке детекторов и анализе данных участвуют более 90 университетов и научно-исследовательских институтов. Существенный вклад также вносит участие около 250 студентов. Сеть детекторов LSC включает интерферометры LIGO и детектор GEO600.

Фото

«Важно то, что второй сигнал был порожден черными дырами с относительно небольшими массами, что гораздо лучше соответствует предсказаниям астрофизиков. Теперь мы можем быть более уверены в том, что первое событие не было редчайшим исключением.», — сообщает Фарид Халили, профессор физического факультета МГУ.

«Гравитационные волны — эти летящие кусочки кривизны пространства-времени — из экзотики стали источником новой информации о Вселенной и открыли эру гравитационной астрономии», — образно описывает ситуацию профессор физического факультета МГУ Сергей Вятчанин.

В отличие от сигнала, зарегистрированного при первом детектировании гравитационных волн, который был ясно виден на фоне шума, второй сигнал был слабее и не просматривался в шуме явно. Однако ученым удалось его «отфильтровать» с помощью специальной методики. Физики пришли к выводу, что обнаруженные гравитационные волны опять были порождены двумя черными дырами, имеющими массы в 14 и 8 раз больше массы Солнца, в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной вращающейся черной дыры, масса которой в 21 раз превышает массу Солнца.

В процессе слияния, которое произошло около 1,4 миллиарда лет назад, количество энергии, примерно эквивалентное одной солнечной массе, превратилось в гравитационные волны. Был зарегистрирован сигнал от последних 27 оборотов черных дыр перед их слиянием. Детектор в Ливингстоне записал событие на 1,1 миллисекунды раньше детектора в Хэнфорде, что позволяет дать грубую оценку расположения источника на небесной сфере.

Первое обнаружение гравитационных волн, объявленное 11 февраля 2016 года, явилось важной вехой в развитии физики. Оно подтвердило предсказание общей теории относительности Альберта Эйнштейна, сделанное в 1915 году, и ознаменовало начало новой области гравитационно-волновой астрономии. Регистрация двух сигналов в течение четырех месяцев первого цикла наблюдений детекторов Advanced LIGO позволят предсказывать, насколько часто будут обнаруживаться сигналы гравитационных волн в будущем. Оба открытия стали возможными благодаря более совершенным детекторам AdvancedLIGO, которые более чувствительны, чем детекторы первого поколения LIGO и позволяют значительно увеличить объем зондируемой Вселенной. Следующий цикл наблюдений намечен на осень нынешнего года. Ожидается, что к тому времени дальнейшее улучшение чувствительности детекторов позволит LIGO увеличить объем зондируемой Вселенной в 1,5 — 2 раза. Также ожидается, что во второй половине этого цикла наблюдений вступит в строй детектор Virgo.

«Новый результат знаменует превращение чрезвычайно дорогого научного эксперимента LIGO в инструмент для непрерывного извлечения иначе недоступной информации об устройстве Вселенной», — говорит Михаил Городецкий, профессор физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. «Повторное обнаружение гравитационных волн даёт мощный импульс для создания? по всему миру гравитационно-волновых детекторов нового поколения для? дальнейшего исследования манящей Вселенной», — подытоживает доцент физического факультета МГУ Сергей Стрыгин.