В сентябре 2015 года были замечены сигнатуры от слияния двух массивных объектов, двух черных дыр. Гравитационные волны этого события докатились до Земли, где и были пойманы парочкой детекторов, расположенных в США и Италии. Событие уникальное учитывая, что слияния массивных космических тел происходят далеко не каждый день.
В сентябре 2015 года были замечены сигнатуры от слияния двух массивных объектов, двух черных дыр. Гравитационные волны этого события докатились до Земли, где и были пойманы парочкой детекторов, расположенных в США и Италии. Событие уникальное учитывая, что слияния массивных космических тел происходят далеко не каждый день.
Вероятно, все уже знают, что черные дыры — это своего рода космические пылесосы засасывающие и пожирающие все подряд без разбора. Это правда, с одним исключением — все немного сложнее на самом деле.
Один из основных выводов теории относительности Эйнштейна заключается в том, что массивные тела могут влиять на форму пространства-времени вокруг себя. Черные дыры — это как раз те самые тела, настолько массивные, что несут в себе точку невозврата, называемую «горизонтом событий». Это невидимая граница, за которой пространство настолько искажено, что ни один предмет, молекула, атом, фотон вернуться оттуда уже не в состоянии. Всё, что упало за горизонт событий будет неизбежно затянуто в сингулярность.
И когда два таких объекта сталкиваются друг с другом происходит нечто феноменальное. Черные дыры, сталкиваясь, образуют одну большую черную дыру и чем больше масса сталкиваемых объектов, тем больше итоговый результат. Ученым несколько раз удалось измерить результаты таких столкновений с помощью специальных приборов — Лазерного интерферометра Гравитационно-волновых обсерваторий – LIGO и детектора Virgo.
Но это еще не всё. Обычно история начинается издалека, с двух звезд, вращающихся друг вокруг друга, подобно танцующих в вальсе. При соблюдении определенных условий эти звезды превращаются в черные дыры, когда их топливо заканчивается, а оставшаяся материя схлопыватся внутрь. Вуаля, дальше танец продолжают уже вновь образованные черные дыры, сближаясь, теряя энергию и испуская сильные гравитационные волны. И чем ближе они друг к другу, тем сильнее возмущение пространства. Далее орбита сжимается все быстрее и быстрее, а количество волн становится все больше и больше.
В какой-то момент эти два объекта находятся так близко друг к другу, что их взаимное притяжение деформирует обоих, сближает еще сильнее, пока они не сольются и не станут единым целым в виде арахиса. Подобно очень вытянутому мыльному пузырю, этот «арахис» колеблется и вибрирует до тех пор, пока не приобретает сферическую форму. В этот момент черная дыра испускает невероятное количество излучений и гравитационных импульсов.
Масса только что образованной черной дыры, как правило, на несколько процентов меньше, чем сумма масс двух изначальных объектов. Это связано с тем, что часть энергии была потрачена во время сближения и вращения друг вокруг друга, причем большая часть истрачена в момент слияния.
Поскольку начальные массы черных дыр могут быть огромными (в миллионы раз больше массы нашего Солнца), даже несколько процентов этой массы — это очень большое количество энергии. Слияние двух черных дыр является самым мощным событием во Вселенной, высвобождающим больше энергии, чем даже взрывы сверхновых. Однако эффекты этого титанического труда очень малы — гравитационные волны от таких событий могут изменить расстояние между Солнцем и Землей на величину, равную размеру атома водорода.
Наземные детекторы LIGO и Virgo способны измерять сигналы, излучаемые сливающейся черной дырой массой в 30 раз больше Солнца. На заключительной фазе инспирации черные дыры разгоняются до скорости в 60% от скорости света, а их гравитационные волны располагаются в диапазоне 100 – 300 Гц. Чтобы наблюдать слияние сверхмассивных черных дыр, необходимы наблюдения на более низких частотах. На Земле это сделать невозможно из-за помех вызванных самой планетой – землетрясения, извержения вулканов и так далее. По этой причине планируется в будущем обнаруживать гравитационные волны в космосе, используя три космических аппарата на расстоянии 2 миллионов километров друг от друга, для регистрации гравитационных волн в диапазоне частот от 0,1 Гц до 30 МГц.
{module id=”159″}
{module id=”157″}
