Детектор гравитационных волн LIGO стал свидетелем двух небольших черных дыр, сталкивающихся и сливающихся в одно целое, подтверждая, что первоначальное открытие гравитационных волн не было случайностью.
Спустя несколько месяцев после исторического открытия гравитационных волн, физики сделали это снова! LIGO обнаружил ДРУГУЮ коллизию черной дыры и подтвердил, что первое обнаружение гравитационных волн не является одноразовым.
26 декабря крайне слабые пространственно-временные ряби, прошедшие через нашу планету, заставили обсерваторию лазерного интерферометра гравитационных волн, или LIGO, прислушаться. Детектор зафиксировал отличительное «чириканье» гравитационной волны. А это означает, что, опять же, мы были свидетелями столкновения катастрофических масштабов.
Эти ряби в пространстве-времени были впервые представлены Альбертом Эйнштейном более 100 лет назад, когда он сформулировал свою общую теорию относительности. Но только сейчас у человечества появились инструменты, способные на самом деле доказать их существование. И это самое недавнее обнаружение является подтверждением того, что, в очередной раз, Эйнштейн был прав.
В галактике на расстоянии около 1,4 миллиарда световых лет от Земли две маленькие черные дыры застряли в неизбежной гравитационной спирали. Их судьба была предрешена: они падали все ближе и ближе, пока быстро не обвились вокруг друг друга, сталкиваясь и сливаясь как единое целое. Как и при первом историческом обнаружении гравитационных волн в сентябре, этот самый последний сигнал возник из слияния черной дыры.
Интересно, что это самое последнее событие, называемое GW151226, включило черные дыры, имеющие намного меньший размер. Эта пара весила только в 14 и 8 раз больше массы Солнца. В то время, как событие сентября под названием GW150914 состояло из двух сливающихся черных дыр с весом в 29 и 36 раз больше массы солнца. Во время обоих событий, пока пары черных дыр сливались по принципу спирали, они деформировали пространство и время, создавая гравитационные волны. В ходе столкновений, «новые», более массивные черные дыры, появившиеся из коллизии и информации этих слияний, имели в своих закодированных волнах сигналы, которые мы смогли обнаружить и расшифровать.
Событие декабря породило новую черную дыру в 21 солнечных масс. Но во время столкновения вся солнечная масса была преобразована из материи в энергию, вызвав мощные взрывные гравитационные волны в межгалактическом пространстве.
«Очень важно, что эти черные дыры были гораздо менее массивными, чем наблюдаемые при первом обнаружении», − сказала в заявлении Габриэла Гонсалес, представитель LIGO Scientific Collaboration (LSC). – «Из-за их более легких масс, они потратили больше времени (около одной секунды) в чувствительной зоне детекторов. Это многообещающее начало, помогающее задокументировать популяции черных дыр в нашей вселенной».
LIGO состоит из двух «L» (лазеров) − образных детекторов, расположенных в Луизиане и Вашингтоне, чуть менее в 2000 миль друг от друга. Каждое здание состоит из двух перпендикулярных 2,5-километровых туннелей, которые располагают чрезвычайно чувствительными лазерными интерферометрами. Проект, финансируемый Национальным научным фондом и управляемый Caltech и физиками из MIT, прошел модернизацию на чувствительность в прошлом году, что позволяет «Advanced LIGO» обнаруживать даже очень слабое колебание пространства-времени, к примеру, как те гравитационные волны, захлестнувшие нас.
И «слабые» это еще мягко сказано. Advanced LIGO может обнаружить малейшие искривления с точностью в 10000 раз меньше, чем ширина протона.
Второе открытие «действительно поставило «O» в качестве обсерватории в LIGO», − сказал заместитель директора лаборатории LIGO из Caltech Альберт Лаззарини. – «С обнаружением двух мощных событий в течение четырех месяцев с момента нашего первого запуска, мы можем прогнозировать то, как часто можно слышать гравитационные волны в будущем. LIGO приносит нам новый способ наблюдать некоторые из самых темных и энергичных событий в нашей вселенной».
Впервые человечество получило представление о «темной» вселенной, области, до сих пор остающейся невидимой для нас. Столкновение двух черных дыр не обязательно генерирует какие-либо выбросы в электромагнитном спектре (т.е. свете). Так что традиционная астрономия, по большей части, не может быть свидетелем этих событий. Но LIGO «чувствует» движение пространства-времени, высматривая, когда происходят эти жестокие столкновения.
«С появлением Advanced LIGO мы ожидали, что исследователи, в конечном счете, добьются успеха в обнаружении неожиданных явлений, но эти два события все еще превосходят наши ожидания», − сказала директор NSF (Национальный научный фонд) Франсе А. Кордова.
Теперь Advanced LIGO стал достаточно чувствительным, чтобы обнаружить наиболее мощные гравитационные явления во Вселенной. Так как он становится все более чувствительным, то трудно предсказать, что еще мы найдем в гравитационной ночи.