Po raz drugi zarejestrowano fale grawitacyjne
Eksperyment LIGO po raz drugi wykrył fale grawitacyjne. Tym razem powstały one wskutek zderzenia dwóch czarnych dziur odległych od nas o 1,4 miliarda lat świetlnych, które wpadły na siebie z prędkością równą połowie prędkości światła.
W przeciwieństwie do pierwszego przypadku odkrycia fal grawitacyjnych, gdy mieliśmy do czynienia z bardzo wyraźnym sygnałem, tym razem sygnał był słaby i został zauważony dopiero dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technik analitycznych. Gdy po raz pierwszy zanotowaliśmy fale grawitacyjne, sygnał był krótki i wyraźny, od razu było go widać w danych. Teraz zaś mamy zupełnie inny obraz. Nie wystąpił łatwy do zauważenia skok sygnału. Jest on całkowicie ukryty w szumie tła - mówi Salvatore Vitale z MIT i członek zespołu LIGO.
Szczegółowe badania pozwoliły stwierdzić, że czarne dziury, które się zderzyły, miały masę o 14,2 i 7,5 większa od masy Słońca. Fale grawitacyjne powstały bezpośrednio przed ostatecznym połączeniem się dziur. W ostatniej sekundzie przed połączeniem pędziły one w swoim kierunku z prędkością 150 000 km/s i okrążały się 55 razy na sekundę. Wynikiem połączenia jest czarna dziura o masie 20,8 mas naszej gwiazdy. Pozostałe 0,9 masy Słońca zostało wyemitowane w formie energii fal grawitacyjnych.
Pierwszy sygnał świadczący o obecności fal grawitacyjnych zarejestrowano 14 września ubiegłego roku. Najnowszy sygnał pochodzi z 26 grudnia.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki odkrywaniu i analizie kolejnych fal grawitacyjnych dowiedzą się, w jaki sposób pochodzi do połączenia czarnych dziur. Jedna hipoteza zakłada, że czarne dziury łączą się, gdy dwie krążące wokół siebie gwiazdy zamieniają się w czarne dziury i z czasem dochodzi do ich spotkania. Zgodnie z inną hipotezą w obszarach, gdzie występuje duże zagęszczenie niezależnych czarnych dziur zdarza się, że tego typu obiekty zbliżą się do siebie na tyle, iż zaczynają się przyciągać i w końcu się łączą. To bardzo różne scenariusze i chcemy się dowiedzieć, który z nich zachodzi częściej - mówi Vitale. Analiza fal grawitacyjnych może też powiedzieć nam dużo o początkach wszechświata. Przez pierwszych około 380 000 lat istnienia wszechświat był nieprzenikalny dla światła. Jednak fale grawitacyjne mogły się w nim przemieszczać. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości uda się wykryć te wczesne fale grawitacyjne i lepiej zrozumieć ewolucję wszechświata.
Komentarze (16)
Gość Astro, 17 czerwca 2016, 14:38
No bez przesady, nie było tak tragicznie. Sygnał do szumu (SNR, S/N) całkiem przyzwoity.
Polecam oryginalną pracę (szczególnie pasjonująca jest lektura nazwisk autorów – na końcu publikacji):
http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.241103
Jajcenty, 17 czerwca 2016, 15:16
Coś jest nie tak. 140 autorów i 6-stronicowa praca. A robił pewnie doktorant.
tempik, 17 czerwca 2016, 15:30
A mnie interesuje skąd wyliczono że cały show kosztował 0.9 masy słońca energii? I jaki to nośnik energii pokazał środkowy palec CD, zabrał energię i z lekkością motyla poleciał w kosmos.
ww296, 17 czerwca 2016, 15:42
Jeśli masa została zamieniona Na energię fal grawitacyjnych, a jak wiadomo każda masa generuje takie fale to powinniśmy obserwować ubytek masy każdej masy czy tak jest?
A wytworzenie tak wielkiej grawitacji w jednej chwili powinno wywołać zaburzenia praktycznie w całej galaktyce a już napewno wśród najbliższych gwiazd. Czy to nie powinno być obserwowalne również w Inny sposób?
thikim, 17 czerwca 2016, 15:53
Ja tam biegły nie jestem z angielskiego ale w artykule który linkujesz napisano: rysunek pierwszy pokazuje że amplituda sygnału jest mniejsza niż szumy detektora.
Co nie jest specjalnym problemem jeśli sygnał jest charakterystyczny w jakiejś dziedzinie.
Gość Astro, 17 czerwca 2016, 16:06
Powtórzę się, ale źródłem fal grawitacyjnych jest przyspieszenie (czyli i "zwolnienie" jak i "skręcenie" w swoim ruchu ) masy. Ten ubytek jest niezwykle trudno mierzalny. Trzeba właśnie tak spektakularnych "fajerwerków" byśmy mogli to zmierzyć.
Poniżej dobry i przystępny przegląd tego co było, co jest i co możemy zrobić w niedalekiej przyszłości:
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational-wave_observatory
Polecam też polską wersję, choć trochę brakuje "przyszłych" i potencjalnych rozwiązań:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Detektor_fal_grawitacyjnych
Mylisz tylko fakt, że na kolorowo nie są przedstawione "szumy detektora", tylko sygnał.
Polecam uwadze trzeci wiersz na rysunku pierwszym.
Edycja: dobra Thikim, trochę poważniej. By powiedzieć co jest szumem, a co "sygnałem wow" ( ) trzeba mieć jakiś model szumu detektora. S/N na poziomie 2 statystycznie niewiele znaczy (choć jednak CHWILĘ to trwa – szkoda, że nie przedstawili trochę dłuższego przedziału czasu, zauważyłbyś trend), ale ta ciekawa igiełka w momencie 0.0 znaczy właśnie WIELE.
ww296, 17 czerwca 2016, 16:21
Chodziło mi o inny sposób obserwacji. Obserwacje efektów tak wielkiej "erupcji" np w postaci zakrzywienia promieni świetlnych lub wręcz zmiany pozycji np innych gwiazd znajdujących się blisko tego zjawiska.
Gość Astro, 17 czerwca 2016, 16:31
Tam właśnie było o innych potencjalnych metodach detekcji, jak obserwacje CMB czy pulsarów.
To dobre na scenariusz katastroficznego filmu SF "Gravitational Wave Is Coming".
thikim, 17 czerwca 2016, 16:47
Hmm, nie patrzyłem na rysunek więc nie moge się mylić w tym co przedstawia. Tłumaczyłem zdanie. Mogę się mylić w tłumaczeniu jeśli się upierasz...
Gość Astro, 17 czerwca 2016, 17:09
Śmiem twierdzić, że zmienny sygnał cechuje się nie tylko amplitudą, ale i częstotliwością (oczywiście obie mogą być zmienne ).
jest pewnym skrótem myślowym, a autorowi nie chodzi o sygnał detektora (o czym pisałem), a o (PRZEWIDYWANY ) sygnał zjawiska. Jeśli amplituda tego ostatniego byłaby jedynym czynnikiem zawsze mniejszym od amplitudy szumu, to chyba nie trzeba być geniuszem by przewidzieć, że zawsze S/N < 1, a tak nie jest.
Edycja:
Raczej ponad 900.
tempik, 17 czerwca 2016, 18:44
nie kupuje tego.
wd tej teori wystarczy poszarpać protonem(przyspieszać i zwalniać) w akceleratorze i wyparuje(jego masa)? będzie coraz lżejszy bo bedzie przyspieszał? i coraz łatwiej będzie go popychać coraz szybciej?, gdzie prawo zachowania energii? energię powinien przenieść jakiś foton, ale jak on miałby wymknąć się z CD?
a jak już przyjmujecie, że sama fala przenosi tą energię bez pośrednictwa fotonów(telepatycznie) to jak widać fala ta jest tłumiona przez przestrzeń i do nas dolatuje malutka, zatem co sie dzieje z jej(na początku niebagatelną 0,9masy słońca) energią? tez chyba jest rozproszona? chyba powinno być to widać i to dużo wyraźniej niż wybuch supernowej...
thikim, 17 czerwca 2016, 19:03
A czy ładunek elektronu maleje gdy się on porusza? Albo nawet przyspiesza i zwalnia?
Żeby poruszyć elektron dostarczamy mu energii i o tę energię chodzi a nie o sam ładunek.
Podobnie z masą. Jak masą poruszymy to w zasadzie my dajemy energię fali grawitacyjnej. Nie masa. My tracimy energię, nie ciało.
tempik, 17 czerwca 2016, 19:56
ok, czyli najzwyklejsza energia mechaniczna, tylko , że tu jest jakaś magia ze znikającą masą/energią dlatego mnie to zaciekawiło... jeśli CD schudła to ta masa/energia musiała by z niej uciec jakoś. no i jeszcze dziwi brak namacalnych śladów przejścia takiej fali.taka fala to jakby fala stojąca typu tsunami, z tą różnicą że przyspieszająca materię do prędkości światła? i bez żadnej siły bezwładności z jej strony? o ile na ziemi(mld lat dalej) szarpnięcie nami o grubość protonu nie zwala z nóg, to w promieniu kilkudziesięciu lat od CD efekt powinien być bardzo widowiskowy, nawet dla ślepego
thikim, 17 czerwca 2016, 20:15
Hmm. Jak sobie zdać sprawę z odległości to moim zdaniem to szarpnięcie nami bardziej zwala z nóg.
Co do CD. Jest taki dziw zwany energią potencjalną.
Ciekawa sprawa z tym dziwem. Niby go nie ma, a jest.
W tym wypadku dwa ciała przyciągające się zmieniają swoją energię potencjalną w kinetyczną - tą jakoś łatwiej zauważyć.
I w tej energii kinetycznej upatrywałbym źródła zasilania.
Jaką materię?
BTW. Fala oddalając się od źródła ma coraz mniejszą energię. Czy ktoś zastanawiał się czy tak można w nieskończoność?
Moim zdaniem (o czym już pisałem) możliwych do wykrycia sygnałów fal grawitacyjnych jest masa. Jeśli zbudujemy dużo lepsze urządzenia - te w kosmosie - to zobaczymy naprawdę dużo sygnałów. Wtedy będzie można oszacować naprawdę ile i jakich jest CD w uniwersum.
I ponownie - moim zdaniem jest ich dużo więcej niż wszelkie obecne obserwacje wskazują.
tempik, 17 czerwca 2016, 20:46
dlatego mówiłem o energii mechanicznej(kinetyczna+potencjalna) i tutaj zgoda, ale ciągle nie wiem kto ukradł i w jakiej formie 0,9 masy słońca .
z analizą sygnałów aż tak łatwo chyba nie jest/nie będzie.... jak do kałuży wrzucisz 1 kamyk to sprawa jest prosta żeby na podstawie fali zlokalizować miejsce upadku i wielkość kamyka. jak rzucisz garścią kamyków to trzeba już jakiś superkomputer(a i to chyba nie da rady) bo fale wejdą w interakcje ze sobą zaczną się tłumić,wzmacniać itd.
thikim, 21 sierpnia 2018, 23:30
Z ciekawostek odnośnie spotkania CD (ale zdaje się tych wcześniejszych z pierwszego odkrycia).
Przez chwilę po zlaniu horyzont CD pulsował, co ma odzwierciedlenie w charakterystyce CD.
No i można też sobie wyobrazić jakie to było szczęście. Zlały się w tym pierwszym spotkaniu dwie CD o sporych i porównywalnych masach.
CD
Gość, 23 sierpnia 2019, 08:48
A propos nośnika energii nawet ja wiem że nośnikiem energii (a więc i fal) grawitacyjnej jest... sama a czasoprzestrzen