small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Pierwsza bezpośrednia detekcja fal grawitacyjnych

Po raz pierwszy w historii zarejestrowano fale grawitacyjne, zaburzenia czasoprzestrzeni pochodzące z odległego kosmicznego kataklizmu - zderzenia i zlania się układu dwóch gwiazdowych czarnych dziur w jedną, szybkorotującą czarną dziurę.  Oznacza to potwierdzenie przewidywań ogólnej teorii względności Alberta Einsteina (1915), bezpośrednią obserwację czarnych dziur, układów podwójnych czarnych dziur i otwiera zupełnie nowe okno obserwacyjne na Wszechświat.

Odkrycie zostało dokonane 14 września 2015 roku przez amerykański projekt LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) i europejski Virgo, które we współpracy LVC (LIGO-Virgo Collaboration) analizowały dane dwóch detektorów LIGO. Praca opisująca odkrycie została przyjęta do druku przez Phys. Rev. Letters.  W odkryciu brali udział polscy naukowcy z grupy Virgo-POLGRAW. Troje członków grupy Virgo-POLGRAW (Michał Bejger, Paweł Ciecieląg i Magdalena Sieniawska) pracuje w CAMK.

Fale grawitacyjne przenoszą z prędkością światła informacje o szczegółach niezwykle potężnych procesów, w trakcie których zostały wygenerowane, oraz o naturze grawitacji. Informacji tych nie można uzyskać innymi metodami.  Układ podwójny czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca pojawił się w paśmie czułości detektora przy częstości ok. 30 Hz. Zaobserwowano 8 orbit układu podwójnego (sygnał o rosnącej częstości i amplitudzie zwany ,,ćwierkiem''), po którym przy częstości 150 Hz nastąpiło połączenie dwóch czarnych dziur w jedną (ang. merger, zlanie się układu) i końcowy ringdown (wypromieniowanie niesymetryczności horyzontu i powstanie czarnej dziury Kerra). Parametry końcowej czarnej dziury oszacowano na 62 masy Słońca, a spin (bezwymiarowy moment pędu) na 0.67. Zjawisko zaszło w odległości 400 Mpc (miliard 300 milionów lat świetlnych).  Zjawisko trwało jedynie 0.2 s, a końcowa prędkość orbitalna składników przekraczała połowę prędkości światła. W trakcie całego zjawiska 3 masy Słońca zostały zamienione w energię fal grawitacyjnych.  W momencie największej ,,jasności'' układ promieniował wielokrotnie więcej mocy niż w tym samym momencie cały Wszechświat w falach elektromagnetycznych.


Rysunek w pełnej rozdzielczości

 

Opis rysunku: Dane z detektorów LIGO oczyszczone, dla lepszej wizualizacji, filtrem pasmowym 35-150Hz. Rysunki w pierwszym rzędzie - sygnał fali grawitacyjnej widoczna w detektorach H1 i L1 (prawy rysunek służy również jako porównanie danych z obu detektorów).  Drugi rząd rysunków - porównanie ewolucji amplitudy fali pochodzącej z symulacji numerycznych i rekonstrukcji fali z danych detektora. Trzeci rząd rysunków - residua (pozostałość po odjęciu danych numerycznych od danych detektora). Czwarty rząd rysunków - wykres czas-częstość fali grawitacyjnej z  charakterystycznym sygnałem ,,ćwierku''.

 

Więcej informacji:

 

Pełna informacja prasowa o odkryciu.

 

Strona projektu POLGRAW.

 

Informacja o przewidywaniach teoretycznych dotyczących fal grawitacyjnych od zlewających się czarnych dziur.

Archiwa


Kategorie