Европейцы отправили в космос аппарат, который поможет в поиске неуловимых гравитационных волн.
При помощи ракеты «Вега» Европейское космическое агентство отправило с космодрома Куру миссию LISA Pathfinder, призванную в будущем проверить правильность положений Общей теории относительности.
Одним из следствий этой теории, столетний юбилей которой отмечался недавно, является распространение в пространстве-времени так называемых гравитационных волн — тонкого эффекта, предсказанного теоретически, но до сих пор не пойманного учеными.
Общая теория относительности гласит, что гравитация — всего лишь проявление того факта, что любой массивный объект искривляет вокруг себя пространство-время, и именно эта кривизна изменяет характер движения других тел и отклоняет движение света. Так, огромная масса Солнца, искривляя пространство вокруг себя, заставляет менее массивную Землю двигаться в нем по почти круговой орбите как по краю воронки, в центре которой — масса, ее создающая.
Эйнштейн показал, что любое изменение массы в определенной точке пространства изменяет и его кривизну, и это изменение распространяется по Вселенной с ограниченной скоростью — скоростью света.
Эти волны кривизны пространства-времени, благодаря которым любая точка во Вселенной «узнает» об изменениях масс во всех других точках, носят название гравитационных волн.
Теория предсказывает, что гравитационные волны рождаются любой материей, движущейся ускоренно.
При этом амплитуда гравитационных волн тем больше, чем больше ускорение, или ускоряемая масса.
Несмотря на то что гравитация руководит большинством процессов во Вселенной, тонкие эффекты, связанные с распространением гравитационных волн, напрямую зафиксировать существующими средствами наблюдений, такими как оптические и радиотелескопы, не представляется возможным.
Пока есть лишь косвенные подтверждения, основанные на том, что некоторые тесные двойные системы звезд, как и предсказывает ОТО, теряют на излучение гравволн энергию и становятся еще «теснее». Однако ученые не оставляют попыток прямой фиксации гравитационных волн, хотя сделать это чрезвычайно сложно. Но при высокой точности приборов — можно. Например — оптическим интерферометром, при помощи которого была впервые измерена длина волны света.
Эффект прохождения гравитационной волны через определенную точку пространства хоть и тонок, но прост в своем проявлении. Теория предсказывает, что проходящая волна должна растягивать пространство-время в одном направлении и сжимать — в перпендикулярном.
Тогда, используя лазерный интерферометр, в котором луч лазера позволяет с огромной точностью измерять относительные изменения плечей интерферометра по сдвигу луча, появляется возможность поймать этот неуловимый эффект. «За открытие гравитационных волн могут дать «Нобеля»
Провести такой эксперимент ученые мечтают в космосе вдали от тяготеющих тел, с тремя покоящимися космическими аппаратами, разнесенными на 5 млн км друг от друга. Удалить их от Земли важно, чтобы исключить влияние различных шумов — например, перемещения воды в океане, которое можно принять за источник гравволн. Собрав столь гигантский интерферометр на орбите, астрономы надеются не только впервые поймать гравитационные волны, но и измерить их поляризацию и указать источник.
Ими могут быть сливающиеся черные дыры или, например, бешено вращающиеся пары пульсаров.
Планируется, что запуск этого дорогостоящего и сложного эксперимента Evolved Laser Interferometer Space Antenna состоится в 2034 году.
А пока, чтобы отработать технологию, в космос отправлена тестовая миссия LISA Pathfinder.
Ее задача — продемонстрировать принципиальную возможность измерения расстояния между двумя свободно плавающими в космосе пробными массами с высочайшей точностью.
Для этого ученые создали аппарат, моделирующий будущий эксперимент в масштабе одного спутника. Он будет включать в себе два свободно плавающих в пространстве тела и собственно лазерный интерферометр, измеряющий расстояние между ними.
Сам аппарат ракета отнесет от Земли на расстояние 1,5 млн км в так называемую точку Лагранжа системы Солнце – Земля, где он сможет находиться довольно долго.
ESA/ATG medialab Cхема аппарата
Гравитационная волна обладает свойством изменения метрики, то есть, попав на прибор, она изменит длину плеча каждой из систем, и лазерный интерферометр зафиксирует это изменение. ------------------------------------------- А, излучение лазера метрике не подвластно? Его частота, длина волны изменится ровно настолько же, как и расстояние. Изменение размеров интерферометра Лоренца, есть не кажущееся, а реальное: меняется метрика пространства и все в нем меняется. Все, что в пространстве, есть его физическая часть. -------------------------------------------
Предполагается, что интерферометр сможет измерять, как меняется расстояние между двумя массами, разнесенными на 38 см, с точностью до пикометров (10^-12м).
Сама миссия LISA Pathfinder не в состоянии фиксировать гравитационные волны, для этого пробные массы должны быть разнесены на миллионы километров. Расчеты показывают, что низкочастотные гравитационные волны от астрофизических событий могут изменить длину метрового стержня на 10^-21–10^-24 м, что на порядки меньше характерных размеров ядра атома (10^-15 м).
Использование же в будущем интерферометра с плечом в миллионы километров делает обнаружение низкочастотных гравитационных волн осуществимым.
«Конечная цель — убедиться, что мы можем достичь и измерить движение по чисто геодезической линии. Нам пришлось поработать над источниками шумов, узнать их и подавить их. То, что останется после, будет движением по прямой линии», — пояснил Сесар Гарсиа, руководитель миссии.
LISA Pathfinder завершил работу 25 Июль, 2017 После 16 месяцев испытания технологии, которая поможет обнаружить рябь в пространстве-времени, известном как гравитационные волны, космический аппарат LISA Pathfinder был выключен во вторник 18 июля. Об этом сообщает Институт гравитационной физики им. Макса Планка в Германии. LISA Pathfinder завершил работуLISA Pathfinder – демонстрационная миссия по доказательству работоспособности технологии обнаружения гравитационных волн запущенная Европейским космическим агентством была отключена как и планировалось, так как ее миссия подошла к концу. Космический корабль будет продолжать находиться в точке Лагранжа L1. Миссия не ставила цель изучения гравитационных волн напрямую. Ее цель заключалась в доказательстве самой концепции и технологической демонстрации того, что две незакрепленные массы, защищенные космическим аппаратом, могут сохранять свои относительные позиции с заданной точностью. В 2034 году Европейское космическое агентство планирует осуществить запуск полноценной миссии по изучению гравитационных волн. Она получила название eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna). Ключевым моментом в технологии тестирования будущей концепции космического обсерватории eLISA состояла из двух платиновых кубов массой 2 кг и длинной стороны 4,6 см. Кубики были подвешены внутри космического аппарата, а лазер измерял расстояние между ними. Точность измерения была настолько велика, что погрешность достигала величины диаметра одного атома. Гравитационные волны или рябь пространства-времени, впервые были предсказаны Альбертом Эйнштейном более 100 лет назад. Гравитационные волны создаются крупными космическими событиями, такими как взрывы сверхновых звезд или слияние черных дыр. Слияния черных дыр уже были обнаружены благодаря гравитационно-волновой обсерватории LIGO. Однако LIGO и другие наземные детекторы могут видеть только некоторые виды гравитационных волн. Для предотвращения помех от сейсмической активности и других искажений от земной поверхности требуется космическая обсерватория. eLISA сможет обнаруживать гравитационные волны с более низкой частотой, фокусируясь на таких объектах, как столкновение сверхмассивных черных дыр. http://24space.ru/4677-lisa-pathfinder-zavershil-rabotu.html
Пытаюсь понять, что за волны ищут физики последнее столетие и найти не могу! ---------------------------------------------------------- Волны гравитации?- Волны Лоренца! "Для этого ученые создали аппарат, моделирующий будущий эксперимент в масштабе одного спутника. Он будет включать в себе два свободно плавающих в пространстве тела и собственно лазерный интерферометр, измеряющий расстояние между ними." "Проявлением этого возмущения должно быть, в частности, периодическое изменение расстояния между двумя свободно падающими (то есть не испытывающими влияния никаких сил) пробными массами. Амплитудой h гравитационной волны является безразмерная величина — относительное изменение расстояния." ---------------------------------------------------------- "Теория предсказывает, что проходящая волна должна растягивать пространство-время в одном направлении и сжимать — в перпендикулярном. Тогда, используя лазерный интерферометр, в котором луч лазера позволяет с огромной точностью измерять относительные изменения плечей интерферометра по сдвигу луча, появляется возможность поймать этот неуловимый эффект." "Слабая (линейная) гравитационная волна согласно общей теории относительности двигается со скоростью света, является поперечной, квадрупольной и описывается двумя независимыми компонентами, расположенными под углом 45° друг ко другу (имеет два направления поляризации). " ---------------------------------------------------------- Все это в явной форме проявление преобразований Лоренца, но они же и "говорят", что при вхождении и выхождении в эти области волны, даже излучения, происходят обратимые процессы: все изменения нивелируются параметрами исходного пространства. Волны Лоренца/гравитации/, это волны "времени-пространства" и их никогда прямыми методами не обнаружить, даже если они есть!? Волны Лоренца Появилась простая и не очень затратная идея, все таки проверить существование этих волн,причем в режиме он-лайн, все по ссылке. Волны гравитации?
"Теория предсказывает, что гравитационные волны рождаются любой материей, движущейся ускоренно. При этом амплитуда гравитационных волн тем больше, чем больше ускорение, или ускоряемая масса." Во первых, не материей, а веществом. Во вторых, не волна, а ударный фронт вакуума, который никуда не сможет просто так, взять и убежать! "косвенные подтверждения, основанные на том, что некоторые тесные двойные системы звезд, как и предсказывает ОТО, теряют на излучение гравволн энергию и становятся еще «теснее»." Никуда эта энергия не излучается, она запасается в виде собственного пространства, увеличивая массу звезд и уплотняя их, что приводит к увеличению поля тяготения, к уменьшению взаимного расстояния и, к увеличению скорости вращения. Все повторяется, до полного слияния.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
Озарение.
0