Oamenii de știință detectează o altă rundă de valuri gravitaționale

Lumea a fost uimită când oamenii de știință de la Observatorul de interferometru gravimetric cu laser (LIGO) au anunțat în februarie că au detectat în cele din urmă valuri gravitaționale, rezolvând o anchetă veche de o veacuri care a început cu Albert Einstein.

Păstrează-ți fundul - superstarurile LIGO au făcut-o din nou. Numeroase luni după ce au făcut măsurătorile primelor semnale de undă gravitațională, instrumentele LIGO au reușit să detecteze a doua oară undele gravitaționale - din nou rezultatul unei perechi de găuri negre care se prăbușeau unul în celălalt - acest Crăciun trecut. Constatările sunt publicate în ultimul număr al revistei Scrisori de examinare fizică.

În cadrul unei conferințe de presă organizate astăzi de către Societatea Astronomică Americană din San Diego, Gabriela González, purtătoarea de cuvânt a colaboratorului științific LIGO (LSC), a lăudat entuziasm capacitatea detectoarelor LIGO - care nu funcționează încă la capacitate maximă - semnale slabe. "În ciuda faptului că acestea erau atât de mici, aceste instrumente LIGO de pe Pământ au detectat foarte clar aceste valuri gravitaționale", a spus ea. "Cu acest lucru, vă putem spune acum, epoca astronomiei gravitaționale a valurilor tocmai a început".

Alți oameni de știință LIGO au revelat încântarea lui Gonzalez - și surpriza - că au detectat o altă pereche de găuri negre binare într-un an.

"N-aș fi ghicit niciodată că am fi atât de norocoși să avem, în primele câteva luni de observații, nu numai două, ci două detectări binare cu găuri negre definitive", a declarat Chad Hanna, un astrofizician de la Universitatea de Stat din Penn afiliat LIGO, într-un comunicat de presă al PSU.

Undele gravitaționale sunt adesea denumite valuri în spațiu cauzate de prezența masei. Nu sunt neapărat do nimic, dar ele sunt un indicator important ca gravitatea, bine, există. Undele gravitaționale conțin, în esență, informații despre natura gravitației, de ce și cum masele mai mari impun efectele gravitaționale asupra masele mai mici și multe altele.

Semnalul din decembrie a fost rezultatul unei perechi de găuri negre, de paisprezece și opt ori mai mari decât masa soarelui, care se ciocnesc unul în altul pentru a forma o singură gaură neagră masivă de aproximativ 21 de ori mai mare decât soarele, tot ceea ce se întâmplă la 1,4 miliarde cu ani în urmă. Este un eveniment semnificativ mai mic decât prima fuziune a gaurilor negre observată în septembrie - cuprinzând o pereche de găuri negre 29 și de 36 de ori mai masive decât soarele și, respectiv, expulzând mai multă energie decât toate stelele universului reunite - dar asta nu este un negativ la toate.

De fapt, observarea undelor gravitaționale produse de un eveniment ceresc mai slab este o dezvoltare destul de încurajatoare. Dacă oamenii de știință speră să studieze în detaliu valurile gravitaționale, vor dori să facă cât mai multe măsurători posibil, de la tot felul de fenomene cosmice. Instrumentele LIGO pentru a ridica ceva mai puțin masiv reprezintă un puternic pas înainte.

Este foarte important ca aceste gauri negre să fie mult mai puțin masive decât cele observate la prima detectare, a declarat Gonzalez într-un comunicat emis de MIT. "Din cauza maselor lor mai ușoare, comparativ cu prima detecție, au petrecut mai mult timp - aproximativ o secundă - în banda sensibilă a detectorilor. Este un început promițător pentru cartografierea populațiilor de găuri negre din universul nostru ".

La conferința AAS, David Reitze, directorul executiv al proiectului LIGO, a confirmat planurile de creștere a sensibilității detectoarelor cu 15-25% înainte de următorul exercițiu în această toamnă. "Viitorul va fi plin de fuziuni binare cu gauri negre pentru LIGO", a spus el. "Vom vedea multe din acestea". De asemenea, el a sugerat că LIGO va căuta alte evenimente decât fuziunile binare cu gauri negre; coliziunea stelelor neutronice binare, a spus el, ar putea fi, de asemenea, detectată în curând.

Rezultatele sugerează, de asemenea, că fuziunile cu gauri neagră sunt mult mai frecvente decât credeau inițial oamenii de știință.

Undele gravitaționale sunt ultra greu de măsurat din cauza cât de slabe sunt. Oamenii de știință măsoară valurile gravitaționale printr-un instrument cunoscut ca un interferometru, care produce în mod esențial un laser specializat care trece pe distanțe foarte mari, care este suficient de sensibil pentru a detecta prezența acestor semnale care se deplasează.

LIGO utilizează două interferometre diferite (unul în Livingston, Louisiana și unul în Hanford, Washington) ca o modalitate de a măsura valurile și de a verifica dacă semnalul este un val gravitațional și nu doar o aberație cauzată de mișcarea geologică locală sau de alți factori.

Deși LIGO funcționează din 2002, motivul pentru care începem să găsim de fapt valuri gravitaționale este mulțumită unui upgrade major, ambele interferometre (plus interferometrul Virgo bazat pe Italia) au suferit anul trecut. De fapt, primele semnale au fost găsite la câteva zile după finalizarea upgrade-urilor. Inutil să spun că aceste renovări depășesc mereu așteptările.

Descriind proiectele viitoare ale LIGO, Reitze a discutat planurile de construire a unui alt detector în India. "Sperăm că vom avea cinci detectori care vor intra în următorul deceniu", a spus el, referindu-se, de asemenea, la detectorii Hanford și Livingston, Fecioara Italiei și KAGRA, care este în prezent în construcție în Japonia; se speră că, având mai mulți detectori, cercetătorii vor permite nu numai să măture o suprafață mai mare a cerului pentru evenimentele gravitaționale, ci și mai bune localiza ei, într-un proces similar triangulării.

Noile descoperiri nu sunt doar un set de date suplimentare pentru catalogul în creștere a datelor de undă gravitațională. Oamenii de știință se așteaptă să valorifice numerele ca parte a unui efort de a forma predicții despre ce fel de evenimente vor produce valuri gravitaționale măsurabile, unde acele evenimente au avut loc și când se va aștepta ca aceste valuri gravitaționale să ajungă la Pământ.

"Desigur, vom vedea mult mai multe găuri negre, sperăm că neterminele binare și, dacă avem noroc, o supernova", a declarat Reitze la conferința AAS. "Astronomia valurilor gravitaționale este reală. Au fost aici."