Крис Импи - Чудовища доктора Эйнштейна [litres]

K.S. Thorne, Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy (New York: W.W. Norton, 1994).

См.: Adam Rogers, “Wrinkles in Spacetime: The Warped Astrophysics of Interstellar,” Wired , https://www.wired.com/2014/10/astrophysicsinterstellar-black-hole/.

J. Updike, “Cosmic Gall,” New Yorker , December 17, 1960, 36.

Перевод Г. Варденги.

K.S. Thorne, “Gravitational Radiation,” in Three Hundred Years of Gravitation , edited by S. Hawking and W.W. Israel (Cambridge: Cambridge University Press, 1987), 330–458.

Эта информация ясно и наглядно изложена в: LIGO Magazine , no. 8, March 2016, http://www.ligo.org/magazine/LIGO-magazine-issue-8.pdf.

Это станет решающим преимуществом, поскольку пока невозможно идентифицировать источники сигналов черных дыр, регистрируемых LIGO. Гравитационные волны представляют собой новый способ восприятия Вселенной, поэтому обидно не иметь возможности установить, от каких объектов они исходят, и наблюдать эти объекты во всем спектре электромагнитного излучения. В процессе регистрации есть и другие детали, влияющие на интерпретацию данных. Интерферометры наиболее чувствительны к волнам, приходящим сверху, потому что они сжимаются и растягиваются в поперечной плоскости. Сигнал, поступающий под любым другим углом, более слаб. Два детектора, разделенные несколькими тысячами километров, не лежат в одной плоскости в силу кривизны земной поверхности, и это также следует учитывать. Сигнал наиболее мощный, если плоскость орбиты двойной системы обращена к Земле, при других наклонениях он будет слабее. Эксперименты LIGO должны извлекать из каждого кратковременного события всю информацию до крупицы.

Что касается своеобразной арифметики, описывающей слияние черных дыр, в первом событии участвовала сумма 36 + 29 = 62 солнечных массы, причем три солнечных массы были излучены в форме гравитационных волн. Во втором событии участвовала сумма 14 + 9 = 21 солнечная масса, причем две перешли в гравитационные волны, а в событии-кандидате 23 + 13 = 34 солнечных массы, две из которых были излучены как гравитационные волны. Значимость регистрации трех событий превышала 5,3? в первых двух случаях и имела пограничное значение 1,7? в третьем. Локализация источника в небе зависит от силы сигнала; она составила 230 квадратных градусов в первом событии, 850 квадратных градусов во втором событии и 1600 квадратных градусов в событии-кандидате. В общем, характерная частота, «чирп», зависит от массы черной дыры как М -5/8, а смещение в интерферометре, h , как М5/3 . Эти и другие измерения см. в: LIGO Magazine , no. 9, August 2016, http://www.ligo.org/magazine/LIGO-magazine-issue-9.pdf.

Прошло всего несколько лет, и наблюдения гравитационных волн стали почти рутиной. – Прим. науч. ред.

A. Murguia-Merthier et al., “A Neutron Star Binary Merger Model for GW170817/GRB170817A/SSS17a,” Astrophysical Journal Letters 848 (2017): L34–42.

M.R. Seibert et al., “The Unprecedented Properties of the First Electromagnetic Counterpart to a Gravitational-Wave Source,” Astrophysical Journal Letters 848 (2017): L26–32.

J. Abadie et al., “Predictions for the Rates of Compact Binary Coalescences Observable by GroundBased Gravitational-Wave Detectors,” Classical Quantum Gravity 27 (2010): 173001–26.

Третий этап наблюдений Advanced LIGO начался в апреле 2019 г. и должен продлиться год. Выход на проектную чувствительность ожидается к 2021 г. – Прим. науч. ред.

B.P. Abbott et al., “The Rate of Binary Black Hole Mergers Inferred from Advanced LIGO Observations Surrounding GW150914,” Astrophysical Journal Letter s 833 (2016): L1–99. Advanced LIGO, работающая в связке с европейским интерферометром VIRGO, будет определять местонахождение источников сигналов с точностью до пяти квадратных градусов – в 100 раз точнее, чем при первых регистрациях LIGO.

Изначально LISA был совместным проектом NASA и ЕКА. Первые проектные исследования начались еще в 1980-х гг., но NASA столкнулось с проблемами финансирования и вышло из проекта в 2011 г., а ЕКА из партнера превратилась в единственного участника этой амбициозной программы. LISA – ведущая новая миссия программы ЕКА «Космическое видение» с ориентировочной датой запуска в 2034 г. См.: https://www.elisascience.org/news/top-news/gravitationaluniverseselectedasl3.

M. Armano et al., “Sub-Femto-g Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results,” Physical Review Letters 116 (2016): 231101–11.

По аналогии со случаем черной дыры звездной массы самым трудным для понимания вопросом являются сроки итогового слияния. Необходимая для слияния сверхмассивных черных дыр потеря момента импульса представляет так называемую проблему «последнего парсека». В богатой газом галактике конечная фаза слияния может занять 10 млн лет, а в галактике, бедной газом, – миллиарды лет. Согласно некоторым моделям, она может превысить возраст Вселенной, из чего следует, что массивные галактики могут содержать двойные сверхмассивные черные дыры, которые никогда не сольются, – что, в свою очередь, означает отсутствие сигнала гравитационной волны, который мы могли бы зарегистрировать.