Blesk zasiahol dvakrát - možno trikrát - a vedci z observatória gravitačných vĺn laserového interferónu alebo LIGO dúfajú, že toto je len začiatok novej éry pochopenia nášho vesmíru. Tento „blesk“ prišiel vo forme nepolapiteľných, ťažko detegovateľných gravitačných vĺn spôsobených obrovskými udalosťami, ako je zrážka dvoch čiernych dier. Energia uvoľnená z takejto udalosti narušuje samotnú štruktúru priestoru a času, podobne ako vlnky v rybníku. Dnešné oznámenie predstavuje druhú sériu vln gravitačných vĺn zistených spoločnosťou LIGO po historickom prvom odhalení oznámenom vo februári tohto roku.
„K tejto zrážke došlo pred 1,5 miliardami rokov,“ uviedla na tlačovej konferencii Gabriela Gonzalez z Louisianskej štátnej univerzity, ktorá oznámila novú detekciu, „a týmto vám môžeme povedať, že sa začala éra gravitačnej vlnovej astronómie.“
Prvá detekcia gravitačných vĺn LIGO zo zlučovania čiernych dier sa uskutočnila 14. septembra 2015 a potvrdila hlavnú predpoveď všeobecnej teórie relativity Alberta Einsteina z roku 1915. Druhá detekcia sa uskutočnila 25. decembra 2015 a bola zaznamenaná dvoma detektormi LIGO.
Zatiaľ čo prvá detekcia gravitačných vĺn uvoľnená násilným zlúčením čiernych dier bola len troškou „cvrlikání“, ktorá trvala iba jednu pätinu sekundy, táto druhá detekcia bola skôr „húfom“, ktorý bol viditeľný na celú sekundu v dáta. Vypočujte si toto video:
"Tomu sa hovorí gravitačná hudba," uviedla González, keď na dnešnej tlačovej konferencii videla video.
Zatiaľ čo gravitačné vlny nie sú zvukové vlny, vedci previedli osciláciu a frekvenciu gravitačnej vlny na zvukovú vlnu s rovnakou frekvenciou. Prečo boli tieto dve udalosti také odlišné?
Z údajov vedci dospeli k záveru, že druhá skupina gravitačných vĺn bola vytvorená počas konečných okamihov zlúčenia dvoch čiernych dier, ktoré boli 14 a 8-násobkom hmotnosti Slnka, a kolízia spôsobila jedinú, mohutnejšiu rotujúcu čiernu dieru 21-násobok hmotnosti Slnka. Na porovnanie, čierne diery zistené v septembri 2015 boli 36 a 29-krát väčšie ako hmotnosť Slnka a zlúčili sa do čiernej diery so 62 slnečnými hmotami.
Vedci tvrdia, že vysokofrekvenčné gravitačné vlny z čiernych dier s nízkou hmotnosťou zasiahli citlivé detektory LIGO.
"Je veľmi dôležité, že tieto čierne diery boli omnoho menej masívne ako otvory zistené pri prvej detekcii," uviedol Gonzalez. „Kvôli svojej ľahšej hmotnosti v porovnaní s prvou detekciou trávili viac času - asi jednu sekundu - v citlivom pásme detektorov. Je to sľubný začiatok mapovania populácie čiernych dier v našom vesmíre. “
LIGO umožňuje vedcom študovať vesmír novým spôsobom pomocou gravitácie namiesto svetla. LIGO používa lasery na presné meranie polohy zrkadiel, ktoré sú od seba vzdialené 4 km, asi 2,5 míle, na dvoch miestach vzdialených viac ako 3 000 km, v meste Livingston, Louisiana a Hanford, Washington. LIGO teda priamo nezistí udalosť kolízie čiernych dier, zistí napnutie a kompresiu samotného priestoru. Doteraz zistenia sú výsledkom schopnosti LIGO zmerať poruchu vesmíru s presnosťou 1 diel z miliardy miliárd. Signál z poslednej udalosti, pomenovaný GW151226, bol produkovaný premenou na energiu, ktorá doslova otriasla medzičasom ako Jello.
Člen tímu LIGO Fulvio Ricci, fyzik na Rímskej univerzite v La Sapienzaa, uviedol, že v októbri došlo k tretej „kandidátskej“ detekcii udalosti, ktorú Ricci uviedol, že dáva prednosť označeniu „trigger“, ale bolo oveľa menej významné a signál na šum, ktorý nie je dostatočne veľký na to, aby sa úradne považoval za detekciu.
Tím však povedal, že dve potvrdené detekcie poukazujú na to, že čierne diery sú vo vesmíre oveľa častejšie, ako sa pôvodne predpokladalo, a často sa môžu vyskytovať v pároch.
"Druhý objav" skutočne dal "O" pre observatórium v LIGO, "uviedol Albert Lazzarini, zástupca riaditeľa laboratória LIGO v Caltechu. „Po odhalení dvoch silných udalostí za štyri mesiace od prvého pozorovacieho obdobia môžeme začať predpovedať, ako často v budúcnosti budeme počuť gravitačné vlny. LIGO nám prináša nový spôsob, ako pozorovať niektoré z najtmavších, ale zároveň najaktívnejších udalostí v našom vesmíre. “
LIGO je teraz offline pre vylepšenia. Jeho ďalší cyklus zberu údajov začne tento rok na jeseň a vylepšenia citlivosti detektora by mohli umožniť LIGO dosiahnuť až 1,5 až dvakrát viac objemu vesmíru v porovnaní s prvým cyklom. Očakáva sa, že tretie miesto, detektor Panny v blízkosti talianskej Pisy, s dizajnom podobným dvojitým detektorom LIGO, sa uvedie do prevádzky v druhej polovici nadchádzajúceho pozorovacieho obdobia LIGO. Panna zlepší schopnosť fyzikov nájsť zdroj každej novej udalosti porovnaním rozdielov v milisekundách v čase príchodu prichádzajúcich signálov gravitačnej vlny.
Medzitým môžete tímu zo spoločnosti LIGO pomôcť prostredníctvom projektu Občanská vedecká komunita Gravity Spy prostredníctvom projektu Zooniverse.
Zdroje na ďalšie čítanie:
Tlačové správy:
University of Maryland
Severozápadná univerzita
Univerzita Západná Virgínia
Štátna univerzita v Pensylvánii
Listy s fyzickým preskúmaním: GW151226: Pozorovanie gravitačných vĺn z 22-solárnej hmoty binárnej koalescencie čiernych dier
Stránka s informáciami o LIGO, Caltech
Ak chcete získať vynikajúci prehľad o gravitačných vlnách, ich zdrojoch a ich detekcii, pozrite si vynikajúcu sériu článkov Markusa Possela, ktoré sme predstavili na UT vo februári:
