Гром, сотрясающий Вселенную

Международная научная коллаборация LIGO, состоящая на сегодняшний момент из двух гравитационных обсерваторий и десятков научных групп со всего мира на подхвате, сообщила о третьем надежно зафиксированном сигнале, обнаруженном при помощи детектора гравитационных волн. До этого заявлялось несколько сообщений о сигналах, в которых не было достаточной уверенности, тут же все четко и достоверно.

Сигнал пришел от столкновения двух черных дыр в 30 и 20 солнечных масс и произошло это в 3 миллиардах световых лет от нашей Солнечной Системы. При столкновении черных дыр в окружающее пространство выбрасывается неизмерно чудовищное количество энергии, большая часть которой оказывается в колебании гравитационного поля, распространяющегося во все стороны со скоростью света в виде гравитационной волны. Фактически идет, если можно так сказать, прямая аннигиляция материи по формуле E=mc2, хотя напрямую к обычной аннигиляции, столкновении противоположно заряженных частиц материи и антиматерии, этот процесс отношения не имеет. Я хочу всего лишь сказать, что идет перекачка из материи (массы) в энергию. Оно, в принципе, всегда так и бывает. Любой взрыв, даже взрыв новогодней петарды это всегда переход какого-то количества материи в энергию. Все зависит от того, какова разница в массах до и после. До 10% от изначальных масс черных дыр оказывается преобразованной в энергию, а это очень-очень много, там же массы звездные, а еще и квадрат скорости света!

Мы уже знаем и не удивляемся, что при взрыве сверхновой в окружающее пространство выбрасывается столько энергии, сколько наше Солнце не излучит за всю свою 10 миллиарднолетнюю жизнь, а по яркости этот взрыв затмевает яркость галактики, в которой он произошел. Все 100 миллиардов звезд среднестатистической галактики на несколько секунд (это довольно скоротечный процесс) суммарно светят менее ярко, чем одна сверхновая.

С черными дырами еще хуже. В какое-то мгновение, длящееся секунды или доли секунд в космос выбрасывается энергия, превышающая суммарную световую энергию всех звезд и всех галактик Обозримой Вселенной. Это грандиознейший взрыв, потому мы можем наблюдать его отголоски в виде остаточной дрожи самой ткани космоса даже через 3 миллиарда лет после события.

Сигнал пришел на Землю 4 января 2017 года, но система гравитационной обсерватории устроена так, что они месяцами тупо пишут все сигналы, приходящие со всех сторон (включая колебания от прыжка кузнечика в Алабаме и хлопка одной ладонью в Сомали), а потом на записанное накладываются различные фильтры, чтобы отсечь локальные возмущения (прыжки и хлопки) и найти что-то похожее на паттерн столкновения черных дыр.

Причем обиднее всего, что детектора у гравитационной обсерватории только два. Потому мы не можем точно триангулировать и указать место небесной сферы, откуда к нам пришел сигнал, чтобы пронаблюдать это место в оптические телескопы. Только общие фразы типа "откуда-то из южного полушария" или что-то вроде. Тут очень необходим третий детектор. И такой вроде бы есть в Италии, называется гравитационная обсерватория VIRGO, но она до сих пор не работает на удовлетворительном уровне и отстает по разрешающей способности от американских детекторов. На нем в настоящее время производятся работы по апгрейду системы, но они пока не закончены. Так что уже третий сигнал и все в молоко.

А ведь так хочется поглядеть, вдруг там осталось что-то интересное на месте события. Пока же мы до сих пор лишь слышим гром, и не знаем, откуда он. Но как минимум, мы научились слышать новые типы грома, сотрясающие всю Вселенную.

Артем Прохоров

Прочитать оригинал поста Артема Прохорова с комментариями читателей его блога можно здесь.