Гравитационно-волновая астрономия
Гравитационно-волновая астрономия — это раздел астрономии , занимающийся обнаружением и изучением гравитационных волн , излучаемых астрофизическими источниками. [1]
Гравитационные волны — это мельчайшие искажения или рябь пространства-времени , вызванные ускорением массивных объектов. Они возникают в результате катастрофических событий, таких как слияние двойных черных дыр , слияние двойных нейтронных звезд , взрывы сверхновых и процессы, в том числе и в ранней Вселенной, вскоре после Большого взрыва . Их изучение открывает новый способ наблюдения за Вселенной и дает ценную информацию о поведении материи в экстремальных условиях. Подобно электромагнитному излучению (например, световым волнам, радиоволнам, инфракрасному излучению и рентгеновским лучам), которое включает в себя перенос энергии посредством распространения флуктуаций электромагнитного поля, гравитационное излучение включает в себя колебания относительно более слабого гравитационного поля. Существование гравитационных волн было впервые предложено Оливером Хевисайдом в 1893 году, а затем предположено Анри Пуанкаре в 1905 году как гравитационный эквивалент электромагнитных волн, прежде чем они были предсказаны Альбертом Эйнштейном в 1916 году как следствие его теории гравитации. общая теория относительности .
В 1978 году Рассел Алан Халс и Джозеф Хутон Тейлор-младший предоставили первые экспериментальные доказательства существования гравитационных волн, наблюдая за двумя нейтронными звездами, вращающимися вокруг друг друга, и получили за свою работу Нобелевскую премию по физике 1993 года. В 2015 году, почти через столетие после предсказания Эйнштейна, первое прямое наблюдение гравитационных волн как сигнала от слияния двух черных дыр подтвердило существование этих неуловимых явлений и открыло новую эру в астрономии. Последующие открытия включали слияния двойных черных дыр, столкновения нейтронных звезд и другие жестокие космические события. Гравитационные волны теперь обнаруживаются с помощью лазерной интерферометрии , которая измеряет крошечные изменения в длине двух перпендикулярных рукавов, вызванные проходящими волнами. Такие обсерватории, как LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория), Virgo и KAGRA (детектор гравитационных волн Камиока), используют эту технологию для улавливания слабых сигналов от далеких космических событий. Соучредители LIGO Барри К. Бэриш , Кип С. Торн и Райнер Вайс были удостоены Нобелевской премии по физике 2017 года за новаторский вклад в астрономию гравитационных волн.
Когда удаленные астрономические объекты наблюдаются с помощью электромагнитных волн, различные явления, такие как рассеяние, поглощение, отражение, преломление и т. д., приводят к потере информации. В космосе остаются различные области, лишь частично проницаемые фотонами, такие как внутренности туманностей, плотные пылевые облака в ядре галактики, области вблизи черных дыр и т. д. Гравитационная астрономия может использоваться параллельно с электромагнитной астрономией для изучения Вселенная в лучшем разрешении. В подходе, известном как мультимессенджерная астрономия , данные гравитационных волн объединяются с данными других длин волн, чтобы получить более полную картину астрофизических явлений. Астрономия гравитационных волн помогает понять раннюю Вселенную , проверить теории гравитации и выявить распределение темной материи и темной энергии . В частности, это может помочь найти постоянную Хаббла , которая говорит о скорости ускоренного расширения Вселенной. Все эти открытые двери в физику за пределами Стандартной модели. (БСМ).
Проблемы, которые остаются в этой области, включают шумовые помехи, отсутствие сверхчувствительных инструментов и обнаружение низкочастотных волн. Наземные детекторы сталкиваются с проблемами, связанными с сейсмическими вибрациями, вызванными возмущениями окружающей среды, а также с ограничением длины плеч детекторов из-за кривизны поверхности Земли. В будущем область гравитационно-волновой астрономии попытается разработать модернизированные детекторы и обсерватории следующего поколения, а также возможные детекторы космического базирования, такие как LISA ( космическая антенна лазерного интерферометра ). LISA сможет прослушивать источники сигналов, находящиеся на расстоянии, такие как компактные сверхмассивные черные дыры в ядре галактики и первичные черные дыры, а также источники низкочастотных чувствительных сигналов, такие как слияние двойных белых карликов и источники из ранней Вселенной. [2]
Введение [ править ]
Гравитационные волны — это волны интенсивности гравитации, генерируемые ускоренными массами орбитальной двойной системы, которые распространяются как волны наружу от своего источника со скоростью света . Впервые они были предложены Оливером Хевисайдом в 1893 году, а затем Анри Пуанкаре в 1905 году как волны, подобные электромагнитным волнам, но являющиеся гравитационным эквивалентом.
Гравитационные волны были позже предсказаны в 1916 году Альбертом Эйнштейном на основе его общей теории относительности как рябь в пространстве-времени . Позже он отказался признать гравитационные волны. [3] Гравитационные волны переносят энергию в виде гравитационного излучения — формы лучистой энергии , похожей на электромагнитное излучение . Закон всемирного тяготения Ньютона , являющийся частью классической механики , не обеспечивает их существования, поскольку этот закон основан на предположении, что физические взаимодействия распространяются мгновенно (с бесконечной скоростью), что показывает один из способов, которыми методы ньютоновской физики неспособны объяснить явления, связанные с теорией относительности.
Первое косвенное свидетельство существования гравитационных волн было получено в 1974 году в результате наблюдаемого орбитального распада двойного пульсара Халса-Тейлора , который соответствовал распаду, предсказанному общей теорией относительности, поскольку энергия теряется из-за гравитационного излучения. В 1993 году Рассел А. Халс и Джозеф Хутон Тейлор-младший получили Нобелевскую премию по физике за это открытие .
Прямое наблюдение гравитационных волн не проводилось до 2015 года, когда сигнал, генерируемый слиянием двух черных дыр, был получен детекторами LIGO гравитационных волн в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон. 2017 года Нобелевская премия по физике впоследствии была присуждена Райнеру Вайсу , Кипу Торну и Барри Бэришу за их роль в прямом обнаружении гравитационных волн.
В гравитационно-волновой астрономии наблюдения гравитационных волн используются для вывода данных об источниках гравитационных волн. Источники, которые можно изучить таким образом, включают двойные звездные системы, состоящие из белых карликов , нейтронных звезд и черных дыр ; такие события, как сверхновые ; и образование ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва .
и проблемы Инструменты
Сотрудничество между детекторами помогает собирать уникальную и ценную информацию благодаря различным характеристикам и чувствительности каждого из них. Существует несколько наземных лазерных интерферометров , охватывающих несколько миль/километров, в том числе: два детектора Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в Вашингтоне и Лос-Анджелесе, США; Дева , в Европейской гравитационной обсерватории в Италии; GEO600 в Германии и детектор гравитационных волн Камиока (KAGRA) в Японии. В то время как LIGO, Virgo и KAGRA на сегодняшний день провели совместные наблюдения, GEO600 в настоящее время используется для пробных и тестовых запусков из-за более низкой чувствительности его инструментов и в последнее время не участвовал в совместных запусках с другими.
Высокая частота [ править ]
В 2015 году проект LIGO первым напрямую наблюдал гравитационные волны с помощью лазерных интерферометров. [5] [6] Детекторы LIGO наблюдали гравитационные волны от слияния двух черных дыр звездной массы , что соответствует предсказаниям общей теории относительности . [7] [8] [9] Эти наблюдения продемонстрировали существование двойных систем черных дыр звездной массы и стали первым прямым обнаружением гравитационных волн и первым наблюдением слияния двойных черных дыр. [10] Это открытие было охарактеризовано как революционное для науки, поскольку оно подтвердило нашу способность использовать гравитационно-волновую астрономию для прогресса в поиске и исследовании темной материи и Большого взрыва .
Низкая частота [ править ]
Альтернативным средством наблюдения является использование временных решеток пульсаров (PTA). Существует три консорциума: Европейская система синхронизации пульсаров (EPTA), Североамериканская наногерцовая обсерватория гравитационных волн (NANOGrav) и Система синхронизации пульсаров Паркса (PPTA), которые сотрудничают как Международная система синхронизации пульсаров . В них используются существующие радиотелескопы, но, поскольку они чувствительны к частотам в наногерцовом диапазоне, для обнаружения сигнала необходимы многие годы наблюдений, и чувствительность детектора постепенно улучшается. Текущие границы приближаются к ожидаемым для астрофизических источников. [11]
В июне 2023 года четыре коллаборации PTA, три упомянутых выше, и китайская система синхронизации пульсаров предоставили независимые, но схожие доказательства стохастического фона наногерцовых гравитационных волн. [14] Каждый из них обеспечил независимое первое измерение теоретической Хеллингса-Даунса кривой , то есть квадруполярной корреляции между двумя пульсарами как функции их углового разделения на небе, что является контрольным признаком гравитационно-волнового происхождения наблюдаемого фона. [15] [16] [17] [18] Источники этого фона еще предстоит определить, хотя двойные системы сверхмассивных черных дыр . наиболее вероятными кандидатами являются [19]
Промежуточные частоты [ править ]
В дальнейшем, возможно, появятся космические детекторы. Европейское космическое агентство выбрало гравитационно-волновую миссию для своей миссии L3, запуск которой запланирован на 2034 год. Текущая концепция — это усовершенствованная космическая антенна лазерного интерферометра (eLISA). [20] Также в разработке находится Японская децигерцевая интерферометрическая обсерватория гравитационных волн (DECIGO).
Научная ценность [ править ]
Астрономия традиционно полагалась на электромагнитное излучение . Зародившись в видимом диапазоне, по мере развития технологий стало возможным наблюдать и другие части электромагнитного спектра , от радио до гамма-лучей . Каждая новая полоса частот открывала новый взгляд на Вселенную и предвещала новые открытия. [21] В течение 20-го века косвенные, а затем и прямые измерения массивных частиц высокой энергии открыли дополнительное окно в космос. В конце 20-го века обнаружение солнечных нейтрино положило начало области нейтринной астрономии , дав представление о ранее недоступных явлениях, таких как внутреннее устройство Солнца . [22] [23] Наблюдение гравитационных волн предоставляет дополнительные средства проведения астрофизических наблюдений.
Рассел Халс и Джозеф Тейлор были удостоены Нобелевской премии по физике 1993 года за то, что показали, что орбитальный распад пары нейтронных звезд, одна из которых является пульсаром, соответствует предсказаниям общей теории относительности относительно гравитационного излучения. [24] множество других двойных пульсаров (включая одну систему двойных пульсаров ), что соответствует предсказаниям гравитационных волн. Впоследствии было обнаружено [25] В 2017 году Нобелевская премия по физике была присуждена Райнеру Вайсу , Кипу Торну и Барри Бэришу за роль в первом обнаружении гравитационных волн. [26] [27] [28]
Гравитационные волны предоставляют дополнительную информацию к информации, полученной другими способами. Объединив наблюдения за одним событием, выполненные разными способами, можно получить более полное представление о свойствах источника. Это известно как астрономия с несколькими посланниками . Гравитационные волны также можно использовать для наблюдения за системами, которые невидимы (или почти невозможно обнаружить) другими способами. Например, они предоставляют уникальный метод измерения свойств черных дыр.
Гравитационные волны могут излучаться многими системами, но для получения обнаруживаемых сигналов источник должен состоять из чрезвычайно массивных объектов, движущихся со значительной долей скорости света . Основной источник — бинарный файл из двух компактных объектов . Примеры систем включают в себя:
- Компактные двойные системы, состоящие из двух близко вращающихся объектов звездной массы, таких как белые карлики , нейтронные звезды или черные дыры . Более широкие двойные системы с более низкими орбитальными частотами являются источником для детекторов, таких как LISA . [29] [30] Более близкие двойные системы генерируют сигнал для наземных детекторов, таких как LIGO . [31] Наземные детекторы потенциально могли бы обнаружить двойные системы, содержащие черную дыру промежуточной массы в несколько сотен солнечных масс. [32] [33]
- Сверхмассивные двойные черные дыры , состоящие из двух черных дыр с массами 10. 5 –10 9 солнечные массы . Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах галактик. Ожидается, что когда галактики сливаются, их центральные сверхмассивные черные дыры тоже сливаются. [34] Это потенциально самые громкие сигналы гравитационных волн. Источником PTA являются самые массивные двоичные файлы . [35] Менее массивные двойные системы (около миллиона солнечных масс) являются источником для космических детекторов, таких как LISA . [36]
- Системы экстремального отношения масс компактного объекта звездной массы, вращающегося вокруг сверхмассивной черной дыры. [37] Это источники для детекторов типа LISA . [36] Системы с сильно эксцентричными орбитами производят всплеск гравитационного излучения, когда они проходят через точку наибольшего сближения; [38] системы с почти круговыми орбитами, которые ожидаются ближе к концу спирали, непрерывно излучают в полосе частот LISA. [39] Спирали с экстремальным соотношением масс можно наблюдать на многих орбитах. Это делает их отличными зондами фоновой геометрии пространства-времени , что позволяет проводить точные проверки общей теории относительности . [40]
Помимо двоичных файлов, существуют и другие потенциальные источники:
- Сверхновые генерируют высокочастотные всплески гравитационных волн, которые можно обнаружить с помощью LIGO или Virgo . [41]
- Вращающиеся нейтронные звезды являются источником непрерывных высокочастотных волн, если они обладают осевой асимметрией. [42] [43]
- Ранние вселенские процессы, такие как инфляция или фазовый переход . [44]
- Космические струны также могут излучать гравитационное излучение, если они действительно существуют. [45] Открытие этих гравитационных волн подтвердило бы существование космических струн.
Гравитационные волны слабо взаимодействуют с веществом. Именно это затрудняет их обнаружение. Это также означает, что они могут свободно путешествовать по Вселенной и не поглощаются и не рассеиваются , как электромагнитное излучение. Поэтому можно увидеть центр плотных систем, таких как ядра сверхновых или Галактический центр . Также возможно заглянуть дальше во времени, чем с помощью электромагнитного излучения, поскольку ранняя Вселенная была непрозрачна для света до рекомбинации , но прозрачна для гравитационных волн. [46]
Способность гравитационных волн свободно перемещаться сквозь материю также означает, что детекторы гравитационных волн , в отличие от телескопов , направлены не на наблюдение одного поля зрения , а на наблюдение всего неба. Детекторы более чувствительны в некоторых направлениях, чем в других, и это одна из причин, почему выгодно иметь сеть детекторов. [47] Направленность также плохая из-за небольшого количества детекторов.
В космической инфляции [ править ]
Космическая инфляция — гипотетический период, когда Вселенная быстро расширялась в течение первых 10 лет. −36 через несколько секунд после Большого взрыва возникли бы гравитационные волны; это оставило бы характерный отпечаток в поляризации реликтового излучения. [48] [49]
Можно рассчитать свойства первичных гравитационных волн на основе измерений закономерностей микроволнового излучения и использовать эти расчеты для изучения ранней Вселенной. [ как? ]
Развитие [ править ]
Гравитационно-волновая астрономия, молодая область исследований, все еще находится в развитии; однако в астрофизическом сообществе существует консенсус в отношении того, что эта область будет развиваться и станет признанным компонентом мультимедиа-астрономии 21-го века . [50]
Наблюдения гравитационных волн дополняют наблюдения в электромагнитном спектре . [51] [50] Эти волны также обещают дать информацию способами, недоступными при обнаружении и анализе электромагнитных волн. Электромагнитные волны могут поглощаться и переизлучаться таким образом, что извлечение информации об источнике становится затруднительным. Гравитационные волны, однако, слабо взаимодействуют с материей, а это означает, что они не рассеиваются и не поглощаются. Это должно позволить астрономам по-новому взглянуть на центр сверхновой, звездные туманности и даже сталкивающиеся ядра галактик.
Наземные детекторы дали новую информацию о спиральной фазе и слияниях двойных систем двух черных дыр звездной массы , а также о слиянии двух нейтронных звезд . Они также могли обнаруживать сигналы от сверхновых с коллапсом ядра и от периодических источников, таких как пульсары с небольшими деформациями. Если предположения об определенных видах фазовых переходов или изломных вспышках длинных космических струн в очень ранней Вселенной (в космические времена около 10 −25 секунд), их также можно обнаружить. [52] Детекторы космического базирования, такие как LISA, должны обнаруживать такие объекты, как двойные системы, состоящие из двух белых карликов , и звезды AM CVn ( белый карлик, аккрецирующий вещество от своего бинарного партнера, гелиевой звезды малой массы), а также наблюдать за слияниями сверхмассивных черных дыр. и втягивание меньших объектов ( массой от одной до тысячи солнечных ) в такие черные дыры. LISA также должна иметь возможность прослушивать те же источники из ранней Вселенной, что и наземные детекторы, но на еще более низких частотах и со значительно повышенной чувствительностью. [53]
Обнаружение излучаемых гравитационных волн — сложная задача. В нем задействованы сверхстабильные высококачественные лазеры и детекторы, откалиброванные с чувствительностью не менее 2·10 −22 Гц −1/2 как показано на наземном детекторе GEO600. [54] Также было высказано предположение, что даже в результате крупных астрономических событий, таких как взрывы сверхновых, эти волны, вероятно, деградируют до вибраций размером с атомный диаметр. [55]
Точное определение места происхождения гравитационных волн также является непростой задачей. Но отклонения волн с помощью гравитационного линзирования в сочетании с машинным обучением могут сделать это проще и точнее. [56] Подобно тому, как свет сверхновой SN Рефсдал был обнаружен во второй раз почти через год после его первого открытия из-за гравитационного линзирования, направляющего часть света по другому пути через Вселенную, тот же подход можно было бы использовать для гравитационных волн. [57] Хотя метод, аналогичный триангуляции, используемый сотовыми телефонами для определения их местоположения относительно спутников GPS, еще находится на ранней стадии, он поможет астрономам отслеживать происхождение волн. [58]
См. также [ править ]
- Гравитационно-волновой фон
- Гравитационно-волновая обсерватория
- Список наблюдений гравитационных волн
- Согласованный фильтр#В гравитационно-волновой астрономии
Ссылки [ править ]
- ^ Патрик Р. Брэди; Джолиен Д.Е. Крейтон (2003), «Астрономия гравитационных волн», Энциклопедия физических наук и технологий (3-е изд.), Academic Press, стр. 33–48
- ^ Рабинараян Суэйн; Приясмита Панда; Хена Прити Лима; Биджаялакшми Куанар; Бисваджит Далай (январь – февраль 2022 г.), «Гравитационные волны: обзор астрономии будущего», Международный журнал междисциплинарных исследований и оценки роста , 3 (1): 38–50
- ^ Ротман, Тони (март 2018 г.). «Тайная история гравитационных волн. Вопреки распространенному мнению, Эйнштейн не был первым, кто придумал гравитационные волны, но в конечном итоге он был первым, кто правильно понял эту концепцию» . Американский учёный . Архивировано из оригинала 20 марта 2024 года . Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ Мур, Кристофер; Коул, Роберт; Берри, Кристофер (19 июля 2013 г.). «Детекторы и источники гравитационных волн» . Проверено 17 апреля 2014 г.
- ^ Прощай, Деннис (11 февраля 2016 г.). «Физики обнаружили гравитационные волны, доказывая правоту Эйнштейна» . Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 11 февраля 2016 г.
- ^ Краусс, Лоуренс (11 февраля 2016 г.). «В поисках красоты во тьме» . Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 11 февраля 2016 г.
- ^ Преториус, Франс (2005). «Эволюция бинарных пространств-временей черных дыр». Письма о физических отзывах . 95 (12): 121101. arXiv : gr-qc/0507014 . Бибкод : 2005PhRvL..95l1101P . doi : 10.1103/PhysRevLett.95.121101 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 16197061 . S2CID 24225193 .
- ^ Кампанелли, М.; Лусто, Колорадо; Марронетти, П.; Злохауэр, Ю. (2006). «Точная эволюция вращающихся двойных черных дыр без вырезания». Письма о физических отзывах . 96 (11): 111101. arXiv : gr-qc/0511048 . Бибкод : 2006PhRvL..96k1101C . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111101 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 16605808 . S2CID 5954627 .
- ^ Бейкер, Джон Г.; Центрелла, Джоан ; Чой, Даэ-Иль; Коппитц, Майкл; ван Метер, Джеймс (2006). «Извлечение гравитационных волн из вдохновляющей конфигурации сливающихся черных дыр». Письма о физических отзывах . 96 (11): 111102. arXiv : gr-qc/0511103 . Бибкод : 2006PhRvL..96k1102B . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111102 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 16605809 . S2CID 23409406 .
- ^ Эбботт, BP; Эбботт, Р.; Эбботт, Т.Д.; Абернати, MR; Ачернезе, Ф.; Экли, К.; Адамс, К.; Адамс, Т.; Аддессо, П. (11 февраля 2016 г.). «Наблюдение гравитационных волн в результате слияния двойных черных дыр». Письма о физических отзывах . 116 (6): : 1602.03837 061102.arXiv . Бибкод : 2016PhRvL.116f1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 26918975 . S2CID 124959784 .
- ^ Сесана, А. (22 мая 2013 г.). «Систематическое исследование ожидаемого сигнала гравитационной волны от сверхмассивных двойных черных дыр во временном диапазоне пульсаров». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 433 (1): Л1–Л5. arXiv : 1211.5375 . Бибкод : 2013MNRAS.433L...1S . дои : 10.1093/mnrasl/slt034 . S2CID 11176297 .
- ^ «IOPscience - Сосредоточьтесь на наборе данных NANOGrav за 15 лет и фоне гравитационных волн» .
- ^ «Спустя 15 лет определение времени пульсаров свидетельствует о наличии фона космических гравитационных волн» . 29 июня 2023 г.
- ^ О'Каллаган, Джонатан (28 июня 2023 г.). «Гудение огромной гравитации движется по Вселенной» . quantamagazine.org .
Астрономы обнаружили фоновый шум исключительно длинноволновых гравитационных волн, пронизывающих космос. Причина? Вероятно, столкновение сверхмассивных черных дыр, но нельзя исключать и более экзотические варианты.
- ^ Агази, Габриэлла; Анумарлапуди, Акаш; Арчибальд, Энн М.; Арзуманян, Завен; Бейкер, Пол Т.; Бечи, Бенс; Блеха, Лаура; Брейзер, Адам; Брук, Пол Р.; Берк-Сполаор, Сара; Бернетт, Рэнд; Кейс, Робин; Чариси, Мария; Чаттерджи, Шами; Хациоанну, Катерина (июнь 2023 г.). «Набор данных NANOGrav за 15 лет: доказательства гравитационно-волнового фона» . Письма астрофизического журнала . 951 (1): Л8. arXiv : 2306.16213 . Бибкод : 2023ApJ...951L...8A . дои : 10.3847/2041-8213/acdac6 . ISSN 2041-8205 . S2CID 259274684 .
- ^ Антониадис, Дж. (28 июня 2023 г.). «Второй выпуск данных из Европейской системы синхронизации пульсаров». Астрономия и астрофизика . 678 : А50. arXiv : 2306.16214 . дои : 10.1051/0004-6361/202346844 . S2CID 259274756 .
- ^ Рирдон, Дэниел Дж.; Зик, Эндрю; Шеннон, Райан М.; Хоббс, Джордж Б.; Бейлз, Мэтью; Ди Марко, Валентина; Капур, Агастья; Роджерс, Эксл Ф.; Трейн, Эрик; Аскью, Джейкоб; Бхат, Н.Д. Рамеш; Кэмерон, Эндрю; Курило, Малгожата; Коулз, Уильям А.; Дай, Ши (29 июня 2023 г.). «Поиск изотропного гравитационно-волнового фона с помощью временной решетки пульсаров Паркса» . Письма астрофизического журнала . 951 (1): Л6. arXiv : 2306.16215 . Бибкод : 2023ApJ...951L...6R . дои : 10.3847/2041-8213/acdd02 . ISSN 2041-8205 . S2CID 259275121 .
- ^ Сюй, Сиюань; Цзян, Цзиньчэнь; Сюй, Цзихань; Николас Юань, Цзяньпин; Ван, Цзинбо; Луо, Цзинтао; Ли, Кецзя; Хан, Цзиньлинь (29 июня 2023 г.). диапазоне наногерц с использованием данных китайской матрицы синхронизации пульсаров . фона стохастической гравитационной волны в » Поиск « ): 075024. arXiv : 2306.16216 . Бибкод : 2023RAA....23g5024X doi : 10.1088 /acdfa5 . ISSN 1674-4527 . 1674-4527 / .
- ^ О'Каллаган, Джонатан (4 августа 2023 г.). «Фоновый шум пронизывает Вселенную. Ученые спешат найти его источник» . Scientificamerican.com . Проверено 5 августа 2023 г.
Сейчас астрономы пытаются определить происхождение новой захватывающей формы гравитационных волн, о которой было объявлено ранее в этом году.
- ^ «Новое видение ЕКА по изучению невидимой Вселенной» . ЕКА . Проверено 29 ноября 2013 г.
- ^ Лонгэйр, Малькольм (2012). Космический век: история астрофизики и космологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107669369 .
- ^ Бахколл, Джон Н. (1989). Нейтринная астрофизика (перепечатано под ред.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521379755 .
- ^ Бахколл, Джон (9 июня 2000 г.). «Как светит солнце» . Нобелевская премия . Проверено 10 мая 2014 г.
- ^ «Нобелевская премия по физике 1993 года» . Нобелевский фонд . Проверено 3 мая 2014 г.
- ^ Лестница, Ингрид Х. (2003). «Проверка общей теории относительности с помощью синхронизации пульсаров» . Живые обзоры в теории относительности . 6 (1): 5. arXiv : astro-ph/0307536 . Бибкод : 2003LRR.....6....5S . дои : 10.12942/lrr-2003-5 . ПМК 5253800 . ПМИД 28163640 .
- ^ Ринкон, Пол; Амос, Джонатан (3 октября 2017 г.). «Волны Эйнштейна получили Нобелевскую премию» . Новости BBC . Проверено 3 октября 2017 г.
- ^ Прощай, Деннис (3 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физике 2017 года присуждена исследователям черных дыр LIGO» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 3 октября 2017 г.
- ^ Кайзер, Дэвид (3 октября 2017 г.). «Обучение гравитационным волнам» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 3 октября 2017 г.
- ^ Нелеманс, Гийс (7 мая 2009 г.). «Галактическая гравитационная волна на переднем плане». Классическая и квантовая гравитация . 26 (9): 094030. arXiv : 0901.1778 . Бибкод : 2009CQGra..26i4030N . дои : 10.1088/0264-9381/26/9/094030 . S2CID 11275836 .
- ^ Стреер, А; Веккьо, А. (7 октября 2006 г.). «Двоичные файлы проверки LISA». Классическая и квантовая гравитация . 23 (19): С809–С817. arXiv : astro-ph/0605227 . Бибкод : 2006CQGra..23S.809S . дои : 10.1088/0264-9381/23/19/S19 . S2CID 9338900 .
- ^ Абади, Дж.; и другие. (7 сентября 2010 г.). «Прогнозы скорости компактных двойных слияний, наблюдаемых наземными детекторами гравитационных волн». Классическая и квантовая гравитация . 27 (17): 173001. arXiv : 1003.2480 . Бибкод : 2010CQGra..27q3001A . дои : 10.1088/0264-9381/27/17/173001 . S2CID 15200690 .
- ^ «Измерение двойных черных дыр средней массы с помощью усовершенствованных детекторов гравитационных волн» . Группа гравитационной физики . Университет Бирмингема . Проверено 28 ноября 2015 г.
- ^ «Наблюдение невидимых столкновений черных дыр промежуточной массы» . Научное сотрудничество ЛИГО . Проверено 28 ноября 2015 г.
- ^ Волонтери, Марта; Хаардт, Франческо; Мадау, Пьеро (10 января 2003 г.). «История сборки и слияния сверхмассивных черных дыр в иерархических моделях формирования галактик». Астрофизический журнал . 582 (2): 559–573. arXiv : astro-ph/0207276 . Бибкод : 2003ApJ...582..559В . дои : 10.1086/344675 . S2CID 2384554 .
- ^ Сесана, А.; Веккьо, А.; Колачино, Китай (11 октября 2008 г.). «Стохастический гравитационно-волновой фон от массивных двойных систем черных дыр: значение для наблюдений с помощью временных решеток пульсаров». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 390 (1): 192–209. arXiv : 0804.4476 . Бибкод : 2008MNRAS.390..192S . дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13682.x . S2CID 18929126 .
- ^ Перейти обратно: а б Амаро-Сеоане, По; Аудия, Софиан; Бабак, Станислав; Бинетруи, Пьер; Берти, Эмануэле; Боэ, Алехандро; Каприни, Кьяра; Колпи, Моника; Корниш, Нил Дж.; Данцманн, Карстен; Дюфо, Жан-Франсуа; Гейр, Джонатан; Дженнрих, Оливер; Джетцер, Филипп; Кляйн, Антуан; Ланг, Райан Н.; Лобо, Альберто; Литтенберг, Тайсон; Маквильямс, Шон Т.; Нелеманс, Гийс; Петито, Антуан; Портер, Эдвард К.; Шютц, Бернард Ф.; Сесана, Альберто; Стеббинс, Робин; Самнер, Тим; Валлиснери, Микеле; Витале, Стефано; Волонтери, Марта; Уорд, Генри (21 июня 2012 г.). «Наука о низкочастотных гравитационных волнах с помощью eLISA / НПО». Классическая и квантовая гравитация . 29 (12): 124016. arXiv : 1202.0839 . Бибкод : 2012CQGra..29l4016A . дои : 10.1088/0264-9381/29/12/124016 . S2CID 54822413 .
- ^ Амаро-Сеоане, П. (май 2012 г.). «Звёздная динамика и экстремальное соотношение масс вдохновляют» . Живые обзоры в теории относительности . 21 (1): 4. arXiv : 1205.5240 . Бибкод : 2018LRR....21....4A . дои : 10.1007/s41114-018-0013-8 . ПМЦ 5954169 . ПМИД 29780279 .
- ^ Берри, CPL; Гейр, младший (12 декабря 2012 г.). «Наблюдение массивной черной дыры Галактики со вспышками гравитационных волн». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 429 (1): 589–612. arXiv : 1210.2778 . Бибкод : 2013MNRAS.429..589B . дои : 10.1093/mnras/sts360 . S2CID 118944979 .
- ^ Амаро-Сеоане, По; Гейр, Джонатан Р.; Фрайтаг, Марк; Миллер, М. Коулман; Мандель, Илья; Катлер, Курт Дж; Бабак, Станислав (7 сентября 2007 г.). «Вдохновения со средним и экстремальным соотношением масс - астрофизика, научные приложения и обнаружение с использованием LISA». Классическая и квантовая гравитация . 24 (17): Р113–Р169. arXiv : astro-ph/0703495 . Бибкод : 2007CQGra..24R.113A . дои : 10.1088/0264-9381/24/17/R01 . S2CID 37683679 .
- ^ Гейр, Джонатан; Валлиснери, Микеле; Ларсон, Шейн Л.; Бейкер, Джон Г. (2013). «Проверка общей теории относительности с помощью низкочастотных космических детекторов гравитационных волн» . Живые обзоры в теории относительности . 16 (1): 7. arXiv : 1212,5575 . Бибкод : 2013LRR....16....7G . дои : 10.12942/lrr-2013-7 . ПМЦ 5255528 . ПМИД 28163624 .
- ^ Котаке, Кей; Сато, Кацухико ; Такахаси, Кейтаро (1 апреля 2006 г.). «Механизм взрыва, нейтринный взрыв и гравитационная волна в сверхновых с коллапсом ядра». Отчеты о прогрессе в физике . 69 (4): 971–1143. arXiv : astro-ph/0509456 . Бибкод : 2006РПФ...69..971К . дои : 10.1088/0034-4885/69/4/R03 . S2CID 119103628 .
- ^ Эбботт, Б.; и другие. (2007). «Поиски периодических гравитационных волн из неизвестных изолированных источников и Скорпиона X-1: результаты второго научного запуска LIGO». Физический обзор D . 76 (8): 082001. arXiv : gr-qc/0605028 . Бибкод : 2007ФРвД..76х2001А . doi : 10.1103/PhysRevD.76.082001 . S2CID 209843313 .
- ^ «В поисках самых молодых нейтронных звезд в галактике» . Научное сотрудничество ЛИГО . Проверено 28 ноября 2015 г.
- ^ Бинетруи, Пьер; Боэ, Алехандро; Каприни, Кьяра; Дюфо, Жан-Франсуа (13 июня 2012 г.). «Космологические основы гравитационных волн и eLISA/NGO: фазовые переходы, космические струны и другие источники». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2012 (6): 027. arXiv : 1201.0983 . Бибкод : 2012JCAP...06..027B . дои : 10.1088/1475-7516/2012/06/027 . S2CID 119184947 .
- ^ Дамур, Тибо; Виленкин, Александр (2005). «Гравитационное излучение космических (супер)струн: всплески, стохастический фон и окна наблюдений». Физический обзор D . 71 (6): 063510. arXiv : hep-th/0410222 . Бибкод : 2005PhRvD..71f3510D . doi : 10.1103/PhysRevD.71.063510 . S2CID 119020643 .
- ^ Мак, Кэти (12 июня 2017 г.). «Черные дыры, космические столкновения и пульсация пространства-времени» . Scientific American (блоги) .
- ^ Шютц, Бернар Ф (21 июня 2011 г.). «Сети детекторов гравитационных волн и три показателя добротности». Классическая и квантовая гравитация . 28 (12): 125023. arXiv : 1102.5421 . Бибкод : 2011CQGra..28l5023S . дои : 10.1088/0264-9381/28/12/125023 . S2CID 119247573 .
- ^ Ху, Уэйн; Уайт, Мартин (1997). «Праймер для поляризации CMB». Новая астрономия . 2 (4): 323–344. arXiv : astro-ph/9706147 . Бибкод : 1997NewA....2..323H . дои : 10.1016/S1384-1076(97)00022-5 . S2CID 11977065 .
- ^ Камионковски, Марк; Стеббинс, Альберт; Стеббинс, Альберт (1997). «Статистика поляризации космического микроволнового фона». Физический обзор D . 55 (12): 7368–7388. arXiv : astro-ph/9611125 . Бибкод : 1997PhRvD..55.7368K . дои : 10.1103/PhysRevD.55.7368 . S2CID 14018215 .
- ^ Перейти обратно: а б «ПЛАНИРОВАНИЕ СВЕТЛОГО ЗАВТРА: ПЕРСПЕКТИВЫ ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВОЙ АСТРОНОМИИ С РАЗРЕШЕННЫМИ LIGO И РАЗРЕШЕННЫМИ ДЕВАМИ» . Научное сотрудничество ЛИГО . Проверено 31 декабря 2015 г.
- ^ Прайс, Ларри (сентябрь 2015 г.). «В поисках послесвечения: перспектива LIGO» (PDF) . Журнал LIGO (7): 10 . Проверено 28 ноября 2015 г.
- ^ См. Катлер и Торн 2002 , разд. 2.
- ^ См. Катлер и Торн 2002 , разд. 3.
- ^ См. Seifert F. и др. 2006 г. , с. 5.
- ^ См. Golm & Potsdam 2013 , разд. 4.
- ^ С Эйнштейном по кривым путям
- ^ Мы собираемся впервые услышать эхо в ткани космоса.
- ^ Гравитационные линзы могут зафиксировать слияние черных дыр с беспрецедентной точностью
Дальнейшее чтение [ править ]
- Катлер, Курт; Торн, Кип С. (2002), «Обзор источников гравитационных волн», Бишоп, Найджел; Махарадж, Сунил Д. (ред.), Труды 16-й Международной конференции по общей теории относительности и гравитации (GR16) , World Scientific, с. 4090, arXiv : gr-qc/0204090 , Bibcode : 2002gr.qc.....4090C , ISBN 978-981-238-171-2
- Торн, Кип С. (1995), «Гравитационное излучение», Частичная и ядерная астрофизика и космология в следующем тысячелетии : 160, arXiv : gr-qc/9506086 , Bibcode : 1995pnac.conf..160T
- Астрономия гравитационных волн , Институт гравитационной физики Макса Планка, заархивировано из оригинала 6 февраля 2013 г. , получено 24 января 2013 г.
- Шутц, Б.Ф. (1999), «Астрономия гравитационных волн», Классическая и квантовая гравитация , 16 (12A): A131–A156, arXiv : gr-qc/9911034 , Bibcode : 1999CQGra..16A.131S , doi : 10.1088/0264- 9381/16/12А/307 , С2КИД 19021009
- Журнал LIGO , Научное сотрудничество LIGO
- Зейферт Ф.; Кви П.; Хёрс М.; Вилке Б.; Данцманн К. (2006), GEO600 Sensetivity , заархивировано из оригинала 23 декабря 2009 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Научное сотрудничество LIGO
- AstroGravS: Архив астрофизических источников гравитационных волн
- Видео (04:36) – Обнаружение гравитационной волны , Деннис Овербай , NYT (11 февраля 2016 г.).
- Видео (71:29) – Пресс-конференция, объявляющая об открытии: «LIGO обнаруживает гравитационные волны» , Национальный научный фонд (11 февраля 2016 г.).
- Гравитационно-волновая астрономия
