В то время как телескоп лазерной гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO), построенный за миллиард долларов, круглосуточно мониторит гравитационные волны, проходящие через Землю, новое научное исследование показывает, что эти волны оставляют «воспоминания», которые могут помочь обнаружить их даже после прохождения, создавая потенциал, чтобы рассказать нам обо всем от времени после Большого взрыва до более поздних событий в центре нашей галактики.
«То, что гравитационные волны могут оставлять постоянные изменения в телескопе после своего прохождения, является одним из довольно необычных предсказаний общей теории относительности», – сказал докторант Александр Грант, ведущий автор книги «Стойкие наблюдаемые гравитационные волны: общие рамки», опубликованной в апреле в Physical Review D, передает ресурс The Daily Galaxy.
Физикам давно известно, что гравитационные волны оставляют память на частицах вдоль их пути, и идентифицировали пять таких воспоминаний. Теперь исследователи обнаружили еще три вида прохождения гравитационной волны, объединенные в группу постоянных гравитационных волн. Именно они когда-нибудь помогут идентифицировать волны, прошедшие через всю Вселенную.
По словам Гранта, каждая новая наблюдаемая гравитационная волна открывает различные способы подтверждения теории общей относительности и дает представление о их внутренних свойствах. Эти свойства, по словам исследователей, могут помочь извлечь информацию из космического микроволнового фона – излучения, оставшегося после Большого взрыва.
«Мы не ожидали богатства и разнообразия того, что можно было наблюдать и воссоздать»
Сообщает Эна Фланаган, профессор кафедра физики и астрономии.
Так, произведенное обсерваторией LIGO компьютерное моделирование позволило установить столкновение двух черных дыр – чрезвычайно мощное событие, когда черные дыры вращались навстречу друг другу, столкнулись и слились в одну.
«Что меня удивило в этом исследовании, так это то, как разные идеи иногда неожиданно связаны», – сказал Грант. «Мы изучаем большое разнообразие космических объектом, ищем связь между ними и вдруг обнаружили, что для понимания большинства из них, нужно понять другое».
Исследователи определили три явления в следствии взаимодействия гравитационных волн в плоской области в пространстве-времени.
- Первое – «отклонение кривой» – это то, насколько два ускоряющихся объекта отделяются друг от друга вокруг черной дыры, по сравнению с тем, как объекты с одинаковыми ускорениями будут отделяться друг от друга в плоском пространстве, не нарушенном гравитационной волной.
- Второе наблюдаемое явление получается путем переноса информации о линейном и угловом моментах частицы вдоль двух разных кривых через гравитационные волны и сравнения двух разных результатов.
- Третье – влияние гравитационных волн на относительное смещение двух частиц, когда одна из них имеет собственное вращение.
Каждое из этих явлений определяется исследователями способом, который может быть измерен телескопом. Процедуры обнаружения отклонения кривой и вращающихся частиц «относительно просты для выполнения», – написали исследователи, и требуют только «средств измерения разделений, а наблюдатели должны отслеживать их соответствующие ускорения».
По словам ученых, обнаружение пространственных аномалий возле черных дыр довольно сложная практическая задача, ведь двое наблюдателей должны измерять локальную кривизну пространства-времени (возможно, с помощью самих телескопов малых гравитационных волн). Учитывая размер, необходимый LIGO для фиксирования даже одной гравитационной волны, по словам исследователей, способность обнаруживать описанные явления недоступна современной науке.
