Zum ersten Mal aufgezeichnete Gravitationswellen: jetzt offiziell
Heute in einer speziellen Pressekonferenz , Wissenschaftler des internationalen Zusammenarbeit LVC (LIGO) kündigten den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen aus der Fusion von zwei Schwarzen Löchern mit Sicherheit 5.1σ.UPD Pressekonferenz Aufzeichnung - historisches Video jetzt. Übrigens erkläre ich perfekt, was was ist. Ich habe am Ende des Artikels weitere Links zu Materialien hinzugefügt.
Bildnachweis: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel (siehe www.black-holes.org/lensing )14. September 2015 um 09:50:45 UTC, zwei LIGO-Detektoren (in den USA) beobachteten gleichzeitig die Gravitation -Wellensignal GW150914. Ein Signal mit einer ansteigenden Frequenz von 35 Hz bis 250 Hz und einer Dehnungsmetrikamplitude von 1x10 -21. Das Signal entspricht den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR) für die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit den Sonnenmassen 36 und 29.Was noch interessanter ist, diese Entdeckung ermöglicht es uns zum ersten Mal, mit Zuversicht über die Existenz von Schwarzlochsystemen zu sprechen und die Dynamik eines Schwarzlochsystems aus der Sicht von GR zu charakterisieren.Die Ergebnisse werden heute in Physical Review Letters veröffentlicht.Wie zu erkennen
Seit der Vorhersage der Existenz von Gravitationswellen durch Einstein im Jahr 1916 wurden viele Versuche unternommen, diese zu beobachten. Seit Mitte der siebziger Jahre wurde an Festkörperdetektoren (Weber) gearbeitet - es wurde angenommen, dass massive Metallstücke mit Gravitationswellen in Resonanz treten würden und eine Änderung der Länge dieser Massen mit ausreichend empfindlichen Geräten nachgewiesen werden könnte. Diese Richtung war jedoch nicht vielversprechend - zu viel Rauschen ermöglichte es nicht, die erforderliche Empfindlichkeit zu erreichen. Seit den 70er Jahren begannen sich interferometrische Detektoren zu entwickeln.
Die Gravitationswelle ändert den Abstand zwischen den beweglichen Endspiegeln des Interferometers, wodurch sich das Interferenzmuster am Detektorausgang ändert. Um die Empfindlichkeit eines solchen Detektors gegenüber dem Abstand zwischen den Spiegeln zu erhöhen, erreichen die Arme des Interferometers eine Länge von 4 km, die optische Leistung der Spiegel beträgt 100 kW, und die Spiegel selbst mit einem Gewicht von 40 kg sind auf Aufhängungen mit hohem Q (Q ~ 10 7 ) montiert und mit einem zusätzlichen Isolationssystem gegen seismisches Rauschen ausgestattet.
In den Vereinigten Staaten befinden sich zwei identische Detektoren in beträchtlichem Abstand voneinander, was eine unabhängige Beobachtung ermöglicht und dann die Ergebnisse korreliert, um lokales Rauschen und falsche Signale zu eliminieren. Darüber hinaus hilft das Vorhandensein von zwei (oder mehr) Detektoren, das Signal zu triangulieren, um die Position am Himmel zu bestimmen.Beide Detektoren haben Anfang September 2015 ein mehrjähriges Aktualisierungsverfahren abgeschlossen und waren zum Zeitpunkt der Erkennung voll funktionsfähig.Was wurde erkannt
Das von den Detektoren aufgezeichnete Signal stimmt mit den Vorhersagen von GR für die Fusion zweier Schwarzer Löcher überein. Für 0,2 Sekunden kamen zwei umeinander rotierende Schwarze Löcher aufgrund des Verlusts an Rotationsenergie aufgrund von Gravitationsstrahlung näher und verschmolzen zu einem Schwarzen Loch. Die Gesamtmasse dieses neuen Schwarzen Lochs betrug jedoch 3 Sonnenmassen weniger als die Summe der beiden alten - die Energie wurde in Gravitationswellen abgestrahlt.Schwarzloch-Fusionssimulation Anfangs waren zwei Löcher extrem nahe beieinander - in einer Entfernung von 350 km (trotz des Schwarzschild-Radius von etwa 210 km). Die Entfernung (photometrisch) zur Quelle wird auf 410 Megaparsec geschätzt.Das Signal wurde mit sehr hoher Zuverlässigkeit erfasst: ein Signal-Rausch-Verhältnis von 24 und eine Zuverlässigkeit von 5,1σ (entsprechend einem falschen Signal in 203.000 Jahren).Viele Tests wurden sowohl für ein falsches Signal als auch für eine absichtliche Injektion durchgeführt. Alle zeigten ein negatives Ergebnis.Was wird als nächstes passieren?
Wissenschaftler untersuchen das Ereignis weiterhin und in Kürze werden weitere Ergebnisse sowohl aus der Datenanalyse als auch aus GR-Tests vorgestellt. Auf dieser Seite finden Sie detaillierte Informationen zur Veranstaltung und andere Forschungsergebnisse.Der Gravitationswellendetektor selbst wird weiter verbessert, wodurch mehr Ereignisse erfasst werden können. Eine mehrfache Empfindlichkeitssteigerung wird erwartet. Gleichzeitig werden in Kürze Advanced VIRGO-Detektoren in Italien und KAGRA in Japan ihre Arbeit aufnehmen. Wissenschaftler planen bereits den Bau neuer Detektoren für die Entwicklung der Gravitationswellenastronomie: ein zehn Kilometer langes Einstein-Teleskop in Europa und ein LISA-Weltraumteleskop mit einer Interferometerarmlänge von 5 Millionen Kilometern.Abschließend werde ich ein paar Links und einen guten Film über LIGO hinzufügen. Source: https://habr.com/ru/post/de390457/
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