Astronomiya

Qravitasiya dalğaları üçün Redshift?

Qravitasiya dalğaları üçün Redshift?

Ümumi nisbiliyə görə, cazibə dalğaları, kainatın genişlənməsi səbəbindən elektromaqnit dalğalarının yaşadığı eyni sürüşmə sürətini yaşayacaqmı?

Və lyman və ya balzam hidrogen seriyasına bənzər bir xarakterik 'tezlik imzasına' sahib olacağı gözlənilən astrofizik proseslər varmı ki, bu da qravitasiya dalğası qırmızıya doğru dəyişməyə imkan verəcəkdir.

Baryon akustik rəqsləri, müəyyən fövqəladə növlər, neytron ulduzlarının birləşməsi və s. Kimi prosesləri düşünürəm.


Bəli, cazibə dalğaları yenidən dəyişdirilə bilər. Bu sualın cavabı bunun səbəbini izah edir: https://physics.stackexchange.com/questions/137292/can-gravitational-waves-be-red-shifted Yuxarıdakı sualın cavabı, əsasən doppler effektinin yayılmış hər hansı bir dalğa tətbiq olunduğunu bildirir. işıq sürətində.

Qırmızı sürüşməni ölçmək daha çətindir, çünki siqnaldan nə qırmızı sürüşmə, nə də istirahət çərçivəsi kütləsi çıxarıla bilər. Yalnız ikisinin birləşməsi əldə edilə bilər - M (1 + z). Buna redshifted kütlə deyilir. Redshifted kütlədən həqiqi qırmızı sürüşmə əldə etmək olduqca mürəkkəbdir, çünki bu problem nisbətən yenidir və hələlik effektiv həll yolu yoxdur. Bu məqalədə qırmızı sürüşmənin çıxışı ətraflı şəkildə təsvir olunur: http://arxiv.org/pdf/1312.1862v2.pdf Bundan redshift kütləsindən redshift əldə etməyin həqiqətən mümkün olduğunu, ancaq metodun həqiqətən səhv olduğu kütləvi 10 - 20% qeyri-müəyyənliyə malikdir.


Qravitasiya dalğaları

İki səbəb olan cazibə dalğaları
dövrə vuran neytron ulduzları
Kredit: J Hurt / JPL-Caltech

Cazibə dalğaları məkan-zaman parçasındakı kiçik dalğalardır. Bunlara Kainatdakı şiddətli və enerjili hadisələr səbəb olur və işıq sürəti ilə hərəkət edirlər. Albert Einstein, 1916-cı ildə özündə cazibə dalğalarının olacağını təxmin etdi ümumi nisbilik nəzəriyyəsi.

Einşteynin riyaziyyatdakı işi, neytron ulduzları və ya qara dəliklər kimi kütləvi sürətləndirici cisimlərin məkan zamanını pozacağını göstərdi. Bənzər bir şəkildə gölməçəyə atılan daşlar suyun səthini narahat edir.

Keçən cazibə dalğalarını cüzi dərəcədə cisimləri sıxır və uzadır. Ən güclü cazibə dalğaları neytron ulduzlarını birləşdirən və qara dəliklərin toqquşduğu supernovalardan yaranır.

Məkan vaxtında dalğalanmalar iki orbitin səbəb olduğu
cazibə dalğaları yaradan neytron ulduzları
Kredit: NASA / LISA

Cazibə dalğaları dalğa keçdikcə iki detektor arasındakı məsafədəki kiçik dəyişiklikləri ölçərək müşahidə olunur. A Lazer şüası bir detektordan digərinə parlayır. Yer-zaman sıxıldıqca detektorlar arasındakı məsafə çox az azalır. Yer-zaman uzandıqca məsafə çox cüzi artır.

14 sentyabr 2015-ci il tarixində LIGO və Qız İş Birliyi elan etdi cazibə dalğalarının ilk aşkarlanması. Bunlar bir cüt birləşən qara dəlikdən yaranıb. Bu ilk elandan bəri LIGO daha iki cazibə dalğa təsbitini təsdiqlədi. Hazırda tikilməkdə olan bir neçə yeni cazibə dalğa detektoru var. LISA, ilk kosmik əsaslı cazibə dalğa detektoru olacaqdır.


Qravitasiya dalğaları üçün Redshift? - Astronomiya

Bu fəsil Kainatı müşahidə etmək üçün cazibə pəncərəsini açmaqdan bəhs edir. Bilinən bütün qüvvələrin ən zəif olmasına baxmayaraq, cazibə qüvvəsi ulduzların və qalaktikaların meydana gəlməsində, genişmiqyaslı quruluşun formalaşmasında və Kainatın genişlənməsində ittihamedici rol oynayır. Cazibə qüvvəsi bu günə qədər anlayışımızda passiv rol oynayıb. Təsirini yalnız dolayısı ilə ulduz işığına təsirini müşahidə etməklə müşahidə edirik (Doppler təsiri, kosmoloji qırmızı sürüşmə, cazibə obyektivi və s.). Bununla birlikdə, tezliklə müşahidə astronomiyası üçün cazibə pəncərəsini açaraq Kainat şəklimizi dəyişdirə biləcək əlamətdar bir dövrdəyik. Cazibə dalğaları neytron ulduz ikili sistemlərinin necə inkişaf etdiyini anlamaq üçün çox vacibdir [1] [2]. Ancaq dalğaların özlərini birbaşa müşahidə etməmişik. Bu, cazibə dalğalarını müşahidə etmək üçün bir neçə fərqli metodun həssaslıq səviyyəsinə çatması ilə bu onilliyin sonuna qədər dəyişəcək, nəhayət astronomiya, kosmologiya və fundamental fizikanın bəzi dərin suallarını açmağa başlamalıyıq. Van den Broeck tərəfindən yazılan fəsildə son iki mövzu müzakirə ediləcək. Bu fəsildə cazibə dalğalarının nə olduğunu (Bölmə 26.2), maddə ilə necə qarşılıqlı əlaqə qurduqlarını (Bölüm 26.3), kosmik cazibə dalğalarının (Bölmə. 26.4) aşkarlanmasına yönəlmiş və gələcək layihələri, gözlənilən və spekulyativ astronomik mənbələr və cazibə astronomiyasının bir az işıq tuta biləcəyi açıq problemlərin siyahısı (Bölmə 26.5).


"Cazibə Redshift": Einstein'ın Nisbilik Nəzəriyyəsi, GPS üçün Kritik, Uzaq Ulduzlarda Görülən

Albert Einstein, Qlobal Pozisiya Sistemi (GPS) və Yerdən 200.000 trilyon mil məsafədə olan bir cüt ulduzun ortaq nöqtəsi nədir?

Cavab, Einşteynin Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsindən “cazibə qırmızı sürüşmə” adlanan bir təsirdir, burada cazibə qüvvəsi səbəbindən işığın qırmızı rənglərə keçir. NASA-nın Chandra X-ray Rəsədxanasından istifadə edərək astronomlar fenomeni Yerdən 29.000 işıq ili (200.000 trilyon mil) məsafədə qalaktikamızda bir-birinin ətrafında dövr edən iki ulduzda aşkar etdilər. Bu ulduzlar çox uzaq olsa da, cazibə qırmızıya sürüşmələrin müasir həyata təsirli təsirləri var, çünki alimlər və mühəndislər GPS üçün dəqiq mövqeləri təmin etmək üçün bunları nəzərə almalıdırlar.

Alimlər Günəş sistemimizdə cazibə qırmızıya doğru sürüşmələrin inkaredilməz dəlillərini tapsalar da, onları kosmosdakı daha uzaq cisimlərdə müşahidə etmək çətin idi. Yeni Chandra nəticələri, yeni bir kosmik şəraitdə oyundakı cazibə qırmızı sürüşmə effektləri üçün inandırıcı dəlillər təqdim edir.

4U 1916-053 olaraq bilinən maraqlı sistem, olduqca yaxın bir orbitdə iki ulduz ehtiva edir. Biri, xarici təbəqələri soyulmuş və Günəşdən daha sıx bir ulduz qoymuş bir ulduzun özəyidir. Digəri neytron ulduzu, böyük bir ulduzun supernova partlaması nəticəsində çökdüyü zaman yaranan daha sıx bir cisimdir. Neytron ulduzu (boz) bu sənətkarın təəssüratında yoldaşından (solda ağ ulduz) çəkilən isti qaz diskinin mərkəzində göstərilir.

Bu iki kompakt ulduz, təqribən Yer ilə Ay arasındakı məsafədən təxminən 215.000 mil məsafədədir. Ay planetimizdə ayda bir dəfə dövrə vurarkən, 4U 1916-053-dəki sıx yoldaş ulduz neytron ulduzu ətrafında qamçılayır və yalnız 50 dəqiqə ərzində tam orbitdə olur.

4U 1916-053-cü il tarixli yeni işdə qrup X-ray spektrlərini - yəni fərqli dalğa uzunluğundakı rentgen şüalarının miqdarını - Chandra-dan analiz etdi. Spektrlərdə rentgen işığının dəmir və silikonla udulmasının xarakterik imzasını tapdılar. Chandra ilə aparılmış üç ayrı müşahidədə, məlumatlar, dəmir və ya silikon atomlarının rentgen şüalarını mənimsəməsi gözlənilən dalğa uzunluğuna yaxın aşkar edilmiş X-şüalarının miqdarında kəskin bir azalma olduğunu göstərir. Dəmirlə udma göstərən spektrlərdən biri əsas qrafikə daxil edilir və əlavə bir qrafik silikon ilə udulan spektri göstərir.

Bununla birlikdə, dəmir və silikonun bu xarakterik imzalarının dalğa uzunluqları, burada yer üzündə olan laboratoriya dəyərləri ilə müqayisədə daha uzun və ya daha qırmızı dalğa uzunluqlarına (kəsik xətti ilə göstərilmişdir) dəyişdirildi. Tədqiqatçılar, udma xüsusiyyətlərinin dəyişməsinin üç Chandra müşahidəsinin hər birində eyni olduğunu və bunun bizdən uzaq hərəkətlə izah etmək üçün çox böyük olduğunu tapdılar. Bunun əvəzinə bunun cazibə qüvvəsinin sürüşməsinə səbəb olduğu qənaətinə gəldilər.

Bu, Ümumi Nisbilik və GPS ilə necə əlaqə qurur? Einşteyn nəzəriyyəsi ilə proqnozlaşdırıldığı kimi, cazibə qüvvəsi altında olan saatlar daha zəif cazibə yaşayan uzaq bir bölgədən baxılan saatlardan daha yavaş bir sürətlə hərəkət edir. Bu, Yer üzündə dövr edən peyklərdən müşahidə olunan saatların daha yavaş bir sürətlə işləməsi deməkdir. GPS üçün lazım olan yüksək dəqiqliyə sahib olmaq üçün bu effekt nəzərə alınmalıdır və ya səhv mövqelər hesablanaraq sürətlə toplanacaq zaman fərqləri olacaqdır.

X-şüaları da daxil olmaqla hər cür işıq da cazibə qüvvəsindən təsirlənir. Bir bənzətmə aşağı düşən bir eskalatorla işləyən bir insandır. Bunu etdikdə, insan eskalatorun hərəkətsiz və ya yuxarı qalxmasından daha çox enerji itirir. Cazibə qüvvəsi işığa bənzər bir təsir göstərir, burada enerji itkisi daha az bir tezlik verir. Vakumdakı işıq həmişə eyni sürətlə hərəkət etdiyindən, enerji itkisi və daha az tezlik, dəmir və silikon imzaları da daxil olmaqla işığın daha uzun dalğa uzunluqlarına keçməsi deməkdir.

Bu, neytron ulduzu və ya qara dəliyi olan bir cüt ulduzda udma imzalarının cazibə qüvvəsi ilə daha uzun dalğa uzunluğuna keçirilməsinə dair ilk güclü dəlildir. Əvvəllər ağ cırtdanların səthindən cazibə qırmızıya doğru sürüşmələrə dair güclü dəlillər müşahidə edilmişdir, dalğa uzunluğu növbələri 4U 1916-053-də bunun yalnız% 15-i ilə dəyişmişdir.

Alimlər deyirlər ki, neytron ulduzunun yanında (mavi ilə göstərilmişdir) diski örtükləyən qazlı bir atmosfer rentgen şüalarını mənimsəmiş və bu nəticələri əldə etmişdir. Spektrlərdəki dəyişmənin ölçüsü komandaya bu atmosferin neytron ulduzundan nə qədər uzaq olduğunu, Ümumi Nisbilikdən istifadə edərək və neytron ulduzu üçün standart bir kütlə götürdüyünü hesablamağa imkan verdi. Atmosferin neytron ulduzundan 1500 mil məsafədə, Los Ancelesdən Nyu-Yorka olan məsafənin təxminən yarısı və neytron ulduzundan yoldaşına olan məsafənin yalnız 0.7% -nə bərabər olduğunu tapdılar. Çox güman ki, neytron ulduzundan bir neçə yüz mil məsafədə uzanır.

Üç spektrdən ikisində neytron ulduzundan yoldaşa olan məsafənin yalnız 0,04% -nə bərabər olan daha qırmızı dalğa uzunluğuna keçirilmiş udma imzalarına dair dəlillər də mövcuddur. Ancaq bu imzalar neytron ulduzundan uzaq olanlardan daha az inamla aşkarlanır.

Bu sistemi daha ətraflı öyrənmək üçün elm adamlarına qarşıdakı ildə daha çox Chandra müşahidə müddəti verildi.

Bu nəticələri izah edən bir sənəd 10 Avqust 2020-ci il tarixli sayında yayımlandı Astrofizik Jurnal Məktubları. Məqalənin müəllifləri Nicolas Trueba və Jon Miller (Ann Arbordakı Michigan Universiteti), Andrew Fabian (Cambridge Universiteti, Böyük Britaniya), J. Kaastra (Hollandiya Kosmik Tədqiqatlar İnstitutu), T. Kallman (NASA Goddard Space Uçuş Mərkəzi) Greenbelt, Maryland), A. Lohfink (Montana Dövlət Universiteti), D. Proga (Nevada Universiteti, Las Vegas), John Raymond (Astrofizika Mərkəzi | Harvard & amp Smithsonian), Christopher Reynolds (Cambridge Universiteti) və M. Reynolds və A. Zoghbi (Michigan Universiteti).

İstinad: & # 8220A, Ultrakompakt Neytron Ulduz X-Ray İkili 4U 1916-053 & # 8221A Redshifted Daxili Disk Atmosferi və Keçici Absorberlar & Nicolas Trueba, JM Miller, AC Fabian, J. Kaastra, T. Kallman, A. Lohfink, D Proga, J. Raymond, C. Reynolds, M. Reynolds və A. Zoghbi, 11 Avqust 2020, Astrofizik Jurnal Məktubları.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / aba9de
arXiv: 2008.01083

NASA & # 8217s Marshall Space Uçuş Mərkəzi Chandra proqramını idarə edir. Smithsonian Astrophysical Observatory & # 8217s CXC, Cambridge və Burlington, Massachusetts-dən elm və uçuş əməliyyatlarına nəzarət edir.


BH birləşməsində cazibə dalğaları və qırmızı sürüşmə ilə bağlı sual

Sualım, LIGO-nun cazibə dalğalarının son müşahidəsi ilə əlaqədardır.
PRL 116 & quot; İkili Qara Delik Birləşməsindən Qravitasiya Dalğalarının Müşahidəsi -BP Abbott və digərləri & quot; aşkarlanan dalğanın cızıltı siqnalını təsvir edir, burada həm tezliklərin, həm də genliklərin sona çatana qədər artdıqları, rəqslərin dayandığı və hər iki BH tək birinə birləşir.

Sual: niyə bu sonu cazibə dalğa siqnalında görürük? bir sözlə, niyə birliyi görürük? Yəni xarici müşahidəçilər olaraq iki BH-ni & quoteyen & quot; aşkar etməli olduğumuzu, bu arada hər iki hadisə üfüqünə son birləşməyə yaxınlaşdığımızı və yıxılma zamanı artan bir sürüşmə ilə üzləşdiyimizi aşkar etməyimizi əngəlləyəcəyimizi gözləyərdim (qətiliklə səhv). bir BH yoldaşının hadisə üfüqünü və əksinə keçdi. Buna bənzər təsir, sanki bir BH ətrafındakı orbitdə qalaraq BH-yə düşən bir cisim görürük. Cisim tərəfindən yayılan işığın tədricən və sonsuz dərəcədə qırmızıya çevrildiyini, hadisə üfüqünə yaxınlaşdığını görəcəyik.

Cazibə dalğaları elektromaqnit dalğalarında olduğu kimi eyni sürüşmə sürüşməsindən əziyyət çəkməməlidir?


Cazibə dalğaları Kainatı ölçür

NGC4993, kainatın yaşını ölçmək üçün istifadə olunan GW170817 cazibə dalğa hadisəsinə ev sahibliyi edən qalaktika. Tədbirin mənbəyi əvvəlki şəkillərdə qalaktika & # 039s mərkəzinin yuxarı solundakı qırmızı nöqtədir.

Son iki il ərzində ən azı beş mənbədən cazibə dalğalarının birbaşa aşkarlanması Einşteynin cazibə və yer-zaman modelinin möhtəşəm təsdiqini təklif edir. Bu hadisələrin modelləşdirilməsi, eyni zamanda kütləvi ulduz əmələ gəlməsi, qamma şüaları, neytron ulduz xüsusiyyətləri və (ilk dəfə) qızıl kimi çox ağır elementlərin necə istehsal edildiyi barədə nəzəri fikirlərin yoxlanılması barədə məlumat verdi.

Astronomlar indi kainatın yaşını ölçmək üçün tək bir cazibə dalğa hadisəsindən (GW170817) istifadə etdilər. CfA astronomları Peter Blanchard, Tarreneh Eftekhari, Victoria Villar və Peter Williams, ikili neytron ulduzlarının birləşən cütlüyünün cazibə dalğalarının aşkarlanmasına və ardından gamma- aşkarlanmasına töhfə verən dünyanın 1314 elm adamından ibarət bir qrupun üzvləri idi. şüaları və ardından NGC4993 qalaktikasındakı bir qaynaqdakı kataklizmin mənşəyinin müəyyənləşdirilməsi, rentgendən radioya dalğa boylarında müxtəlif vaxt gecikmələri ilə çəkilən görüntülərdə görüldü.

Bu hadisədən gələn cazibə dalğalarının təhlili onların daxili gücünə təsir göstərir. Müşahidə olunan güc, mənbənin təxminən 140 milyon işıq ili məsafəsində olmasını nəzərdə tutan daha azdır (çünki güc mənbədən uzaqlaşdıqca azalır). Ev sahibi qalaktika olan NGC4993, kainatın genişlənməsinə görə spektral xətlərindən ölçülən xarici bir sürətə sahibdir. Nə qədər uzaq olduğunu və qalaktikanın bizdən nə qədər sürətlə irəlilədiyini bilmək, elm adamlarına genişlənməyə başladığı vaxtı - kainatın yaşını hesablamağa imkan verir: təcrübə ilə bağlı qeyri-müəyyənliklər nəzərə alınmaqla təxminən 11.9 ilə 15.7 milyard il arasında.

Bu tək hadisədən qaynaqlanan yaş, digər iki mənbədən istifadə olunan statistik metodlara əsaslanan onilliklər boyu aparılan müşahidələrin qiymətləndirmələri ilə uyğundur: kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası (CMBR) və qalaktikaların hərəkətləri. Birincisi, böyük partlayışdan təqribən dörd yüz min il əvvələ aid olan işığın çox zəif paylanmasının xəritələşdirilməsinə əsaslanır, ikincisi nisbətən son dövrlərdə on minlərlə qalaktikanın məsafələrinin və hərəkətlərinin statistik analizini əhatə edir. Bu tək bir cazibə dalğası hadisəsinin kainat üçün bir yaş təyin edə bilməsi gerçəkdir və hər cazibə dalğası aşkarlanması ilə mümkün deyil. Bu vəziyyətdə mənbənin optik identifikasiyası (sürəti ölçmək üçün) var idi və mənbə nə çox uzaq, nə də zəif idi. Hər növ qravitasiya dalğası hadisələrinin böyük bir statistik nümunəsi ilə yaş üçün mövcud dəyərlər diapazonu daralacaqdır.

Yeni nəticə başqa bir səbəbdən də maraq doğurur. Həm CMBR, həm də qalaktika ölçüləri hər biri olduqca dəqiq olsa da, bir-birləri ilə təxminən yüzdə on səviyyəsində razılaşmırlar. Bu fikir ayrılığı sadəcə müşahidə səhvi ola bilər, amma bəzi astronomlar bunun kosmik genişlənmə prosesi şəklimizdə əskik olan bir şeyi əks etdirən həqiqi bir fərq ola biləcəyindən şübhələnirlər, bəlkə də CMBR-nin kosmik zamanın çox fərqli bir dövrü ilə ortaya çıxması ilə əlaqəlidir. qalaktika məlumatları. Bu üçüncü üsul, cazibə dalğa hadisələri, tapmacanın həllinə kömək edə bilər.

"Hubble Sabitinin Qravitasiya-Dalğa Standart Siren Ölçməsi", LIGO Elmi Əməkdaşlıq və s. al., Nature, 551, 85, 2017.


  • APA
  • Müəllif
  • BIBTEX
  • Harvard
  • Standart
  • RIS
  • Vancouver

In: Fiziki Xülasə Məktubları, Cild 116, No 10, 101102, 10.03.2016, s. 101102-1-101102-5.

Tədqiqat nəticəsi: Jurnala töhfə ›Məqalə

T1 - Yüksək Qırmızı sürətlənən ikili sistemlərdən Qravitasiya Dalğalarının aşkarlanması

N2 - © 2016 Amerikan Fiziki Cəmiyyəti. Pulsar zamanlama massivlərindən cazibə dalğası fonlarının son vaxtlar müəyyən edilməməsi, super kütləli qara dəlik ikili sənədlərinin təkamülünə daha çox qeyri-müəyyənlik gətirir. Mövcud cazibə dalğa rəsədxanalarının ayrı-ayrı ikili sənədləri aşkar etmək imkanlarını araşdırırıq və ənənəvi müdrikliyin əksinə, bəzilərinin, prinsipcə, Kainat daxilində aşkar edilə biləcəyini nümayiş etdiririk. Xüsusilə, istirahət çərçivəsi kütləsi 1010Ma olan ikili, özbaşına yüksək sürüşmələrdə cari zamanlama massivləri tərəfindən aşkar edilə bilər. Eyni iddia gələcəkdə daha həssas olan daha həssas ikili fayllar üçün də tətbiq ediləcəkdir. Nəticədə, nanohertz cazibə dalğaları üçün gələcək axtarışlar inkişaf edən yüksək qırmızı sürüşmə ikili hədəflərə genişləndirilə bilər. Pulsar zamanlama massivləri və digər detektorlarla ikili müşahidə oluna biləcəyi maksimum məsafəni hesablayırıq, qırmızı sürüşməni düzgün şəkildə hesablayır və real ikili dalğa formalarını istifadə edirik.

AB - © 2016 Amerika Fiziki Cəmiyyəti. Pulsar zamanlama massivlərindən cazibə dalğası fonlarının son vaxtlar müəyyən edilməməsi, super kütləli qara dəlik ikili sənədlərinin təkamülünə daha çox qeyri-müəyyənlik gətirir. Mövcud cazibə dalğa rəsədxanalarının ayrı-ayrı ikili sənədləri aşkar etmək imkanlarını araşdırırıq və ənənəvi müdrikliyin əksinə, bəzilərinin, prinsipcə, Kainat daxilində aşkar edilə biləcəyini nümayiş etdiririk. Xüsusilə, istirahət çərçivəsi kütləsi 1010Ma olan ikili, özbaşına yüksək sürüşmələrdə cari zamanlama massivləri tərəfindən aşkar edilə bilər. Eyni iddia gələcəkdə daha həssas olan daha həssas ikili fayllar üçün də tətbiq ediləcəkdir. Nəticədə, nanohertz cazibə dalğaları üçün gələcək axtarışlar inkişaf edən yüksək qırmızı sürüşmə ikili hədəflərə genişləndirilə bilər. Pulsar zamanlama massivləri və digər detektorlarla ikili müşahidə oluna biləcəyi maksimum məsafəni hesablayırıq, qırmızı sürüşməni düzgün şəkildə hesablayır və real ikili dalğa formalarını istifadə edirik.


Qalaktika toqquşmalarından sonra cazibə dalğaları

Lazer İnterferometr Qravitasiya-dalğa Rəsədxanası (LIGO) sayəsində indi bilirik ki, uzaq kainatımızdakı qara dəliklər bəzən bir-birlərini dramatik bir ilham və toqquşmada taparaq yer üzündə təsbit edə biləcəyimiz cazibə dalğa yayımını buraxdı.

Bəs bu qara dəliklərin həyatında onları bu nöqtəyə gətirmək üçün əvvəllər nə baş verdi? Yeni bir araşdırma, LIGO-nun qara dəliklərinin bir vaxtlar çox kiçik qalaktikaların mərkəzlərində - bu qalaktikalar toqquşana qədər uzanma ehtimalını araşdırır.

İki birləşən qara dəliyin simulyasiya edilmiş görüntüsü, üz-üzə baxıldı. LIGO bu günə qədər bu hadisələrin onunun aşkarlandığını elan etdi. [SXS Lensinqi]

Mərkəzi Lurkers

Uzaq vaxtda iki qara dəliyin birləşməsini ifadə edən ilk parıltıları kəşf etdiyimizdən, LIGO, gələcəkdə daha çox kəşf etmək ümidi ilə qara dəlik-qara dəlik toqquşmaları nəticəsində çəkilən cazibə dalğalarının təxminən on təsbitini elan etdi.

Bəs bu qara dəliklər bir-birini necə tapdı? Christopher Conselice-in (İngiltərə, Nottingham Universiteti) rəhbərlik etdiyi bir qrup, qalaktikaların hamısının olmasa da, əksəriyyətinin ürəyində olduğuna inandığımız mərkəzi qara deliklərin üzərindəki bir şəkil təklif etdi.

Komanda çox az kütləli cırtdan qalaktikaların 100 günəş kütləsindən az mərkəzi qara dəliklərə sahib olmasını təklif edir. Bu kiçik qalaktikaların cüt cütlərinin birləşməsi nəticədə onların mərkəzi qara dəliklərinin ilhamlandırıcıları və birləşmələrinə səbəb olur - ehtimal ki, LIGO-nun qara dəlik-qara dəlik toqquşmalarının əksəriyyətini təşkil edir.

Testin mümkünlüyü

Konselis və əməkdaşlar bu ssenarini bir neçə pilləyə ayıraraq sınayırlar.

Qara dəlik kütləsi ilə ana qalaktika ulduz kütləsi arasındakı əlaqə (qara bərk xətt mavi kəsikli xətlər qeyri-müəyyənlik göstərir), aşağı kütlələrə qədər ekstrapolyasiya edilmişdir. Qırmızı xətlər LIGO-nun aşkar etdiyi qara dəliklərin kütlələrini göstərir. [Conselice et al. 2020]

  1. Doğru kütlənin mərkəzi qara deliklərini əldə edə bilərsinizmi?
    Qalaktika kütləsi ilə mərkəzi qara dəlik kütləsi arasında bir əlaqə müşahidə etdik. Bu əlaqəni aşağı kütlələrə ekstrapolyasiya edərək, ultradwarf qalaktikaların 100 günəş kütləsindən az olan mərkəzi qara deliklərə sahib ola biləcəyini - LİQO tərəfindən müşahidə olunan 10-70 günəş kütləsinin qara dəliklərinə uyğun gəldiyini görürük.
  2. Bu ultradwarf qalaktikalar kifayət qədər tez-tez birləşəcəkmi?
    Qalaktikaların birləşməsi ilk kainatda bugünkü olduğundan daha tez-tez baş verir. Kosmoloji modellər, qalaktikaların kifayət qədər tez-tez birləşmədiyini göstərir bu gün LIGO-nun müşahidələrini çoxaltmaq üçün - ancaq bir sürüşmə ilə z

Aparıcılar üçün Gələcək Hunt

Konselice və işbirlikçilərinin hesablamaları göstərir ki, uzaq kainatdakı ultradwarf qalaktikaların birləşməsi LIGO-nun qara dəlik-qara dəlik birləşmə təsbitlərini hesab edə bilər.

Cırtdan sferoid qalaktika nümunəsi. Ən kiçik cırtdanlar cari texnologiya ilə yüksək sürüşmələri aşkar etmək üçün çox zəifdirlər. [ESO / Rəqəmsal Göy Tədqiqatı 2]

Qravitasiya dalğası astronomiyası sahəsi hələ yenicə yetişir və bu tədqiqat kimi nəzəri işlər gələcəkdə nə qədər öyrənəcəyimizə ümid etdiyimizi göstərir!

İstinad

"Ultradwarf Qalaktikalarda Qara Deliklərin Birləşdirilməsindən LIGO / Qız mənbələri" Christopher J. Conselice et al 2020 ApJ 890 8. doi: 10.3847 / 1538-4357 / ab5dad


Cazibə dalğaları nədir?

Rəssamın cazibə dalğaları haqqında təəssüratı. Kredit: NASA

Einşteynə kim bahis etmək istəyir? Sən? Sən? Bəs sən?

Əlbətdə, bir neçə zərbə var idi, ancaq oğlanın nisbiliklə bağlı rekordu ləkəsizdir. Merkurinin günəş ətrafında dövr etməsinin qəribə bir yolunu izah etdi. O, astronomların Günəş tutulması zamanı günəşin cazibə qüvvəsindən sapdıqları ulduzları görəcəklərini təxmin etdi. Cazibə qüvvəsinin işığın sürətini dəyişdirəcəyini və fiziklərin bunu doğrulamaq üçün bir təcrübə ilə görüşmələri üçün 50 il vaxt lazım olduğunu söylədi.

Onun proqnozlarına əsaslanan elm adamları, çəkisi ilə qalaktikaların əyri işıqlarını təsdiqlədiklərini, fotonların günəşin yanından keçdikləri zaman genişləndiklərini və yüksək sürətlə hərəkət edən saatların yerdəki saatlardan daha az vaxt yaşadıqlarını söylədilər.

Hətta cazibə qırmızı sürüşmə, çərçivə sürükləmə və ekvivalentlik prinsipini də sınamışlar. Hansı ki, gələcəkdə əhatə edəcəyimiz bir söz salatıdır, ya da gözləyə bilməyənlər üçün google.

Berti hər dəfə nisbilik haqqında bir proqnoz verdikdə, fiziklər təcrübə yolu ilə təsdiq edə bildilər. Nəhəng beyinli bu qeyri-səlis insana görə, kütləvi cisimlər bir-birinə dəyəndə və ya qara dəliklər meydana gəldikdə, cazibə dalğalarının sərbəst buraxılması lazımdır.

Bəs bunlar nədir və onları necə aşkar edə bilərik?

Əvvəlcə sürətli bir baxış. Kütlə məkanda və zamanda bir əyilməyə səbəb olur. Günəşin "cazibə qüvvəsi" çəkmə qüvvəsi deyil, doğrudan da günəşin ətrafındakı boşluqda meydana gətirdiyi bir girintidir.

Planetlər düz bir xətt üzrə hərəkət etdiklərini düşünürlər, ancaq bu əyri zaman boyunca səyahət edərkən bir dairəyə çəkilirlər. Evə get planetlərə, sərxoşsan.

Fikir, kütlə hərəkət etdikdə və ya dəyişdikdə, Einstein kosmos zamanında meydana gələn cazibə dalğalarının olması lazım olduğunu söylədi.

Problemimiz cazibə dalğalarının ölçüsü və təsiri inanılmaz dərəcədə kiçik olmasıdır. Kainatdakı ən fəlakətli hadisələri tapacağımıza ümid ediriksə onu tapmaq lazımdır.

Asimmetrik şəkildə partlayan bir supernova və ya bir-birinin ətrafında dövr edən iki supermassive qara dəlik və ya Galactus ailənin qovuşması axtardığımız hadisələrin böyüklüyüdür.

Qravitasiya dalğalarını aşkarlamaq üçün ən ciddi cəhd ABŞ-da Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanası və ya LIGO dedektorudur. 3000 km ilə ayrılmış iki qurğusu var. Hər bir detektor, lazer impulslarının 4 km uzunluğunda möhürlənmiş bir vakuumda sıçrayış üçün lazım olan müddətdən keçən cazibə dalğalarına diqqətlə baxır.

Bir cazibə dalğası aşkar edilərsə, iki rəsədxana böyüklüyünü və istiqamətini təyin etmək üçün üçbucaqdan istifadə edir. Ən azından, 2002-dən 2010-a qədər olan plan bu idi. Problem, bütün işləmə müddətində heç bir cazibə dalğası aşkar etməməsi idi.

Lazer İnterferometri Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanası Hanford quraşdırılması - hər qol dörd kilometrə qədər uzanır. Kredit: Caltech.

Ancaq hey, bu elm üçün bir işdir. Bükülməmiş, çelik gözlü tədqiqatçılar, cihazı yenidən quraraq həssaslığını 10 qat artırdı. Bu növbəti tur 2015-ci ildə başlayır.

Elm adamları, daha həssaslıq təmin edə bilən və bir cazibə dalğasını aşkar etmə şansını artıran kosmik əsaslı alətlər təklif etdilər.

Fiziklər bunun cazibə dalğalarının aşkarlanacağını "əgər" deyil, "nə zaman" sualı olduğunu düşünürlər, çünki Eynşteynə qarşı yalnız bir axmaq oyun. Bu və cazibə dalğaları artıq aşkarlandı ... dolayı yolla.

Pulsarlardan gələn son dərəcə nizamlı enerji partlayışlarını izləyən astronomlar, cazibə dalğaları səbəbiylə enerjilərini nə qədər sürətlə yaydıqlarını dəqiq şəkildə izləyirlər. İndiyə qədər bütün müşahidələr nisbilik proqnozlarına tamamilə uyğundur. Bu cazibə dalğalarını birbaşa aşkar etmədik ... hələ.

Yaxşı, yaxşı xəbər! Fiziklər və Einşteynin haqlı olduğunu fərz etsək, yaxın bir neçə on ildə kainatımızın necə dəli dərəcədə qəribə davrandığına dair bir sıra proqnozları yekunlaşdıraraq bir cazibə dalğasının aşkarlanmasını görməliyik.


Videoya baxın: شاهد أقرب 5 مجرات من كوكب الارض. يمكنك رؤيتها بالعين المجردة (Sentyabr 2021).