Мой интерес к физике
Мой интерес к физике в основном начался с моего увлечения окружающим миром и тем что в нём происходит. Стимулом двигаться в этом направлении также послужило мое увлечение научно-фантастическими фильмами. Увидев, что происходит в нашей вселенной в каждый момент времени, я хотел узнать больше о том, как всё это связано. Открытие гравитационных волн очень интересный факт, так как он свидетельствует о подтверждении теории Эйнштейна. В своей теории он связывал все известные нам измерения в одну структуру — пространство - время. Он предположл, что любые взамодейсвия массивных тел в космосе влияют на окружающее пространство подобно камню упавшему в воду волны от которого рано или поздно должны достигнуть всех точек во Вселенной, но с разной силой. К таким событиям относятся столкновения гигантских объектов, например, звезд. С помощью полученных данных от приборов фиксирующих гравитационные волны, можно построить 3D модель объекта излучающего их находящегося вне досягаемости всех современных телескопов. Именно поэтому мне интересна эта тема и о ней я бы хотел поговорить в этом разделе.
История исследования гравитационных волн
Гравитационные волны исследуются с 70-х годов прошлого века. За это время был создан ряд детекторов и проведен ряд фундаментальных исследований. В 80-х годах американский ученый Джозеф Вебер построил первую гравитационную антенну в виде алюминиевого цилиндра, который имел размер порядка нескольких метров, оснащенный пьезо-датчиками, которые должны были зафиксировать прохождение гравитационной волны. Чувствительность этого прибора была в миллион раз хуже, чем нынешние детекторы. И, конечно, он тогда реально зафиксировать волну не мог, хотя и Вебер заявил, что он это сделал: пресса об этом написала и произошел "гравитацонный бум" – в мире сразу начали строить гравитационные антенны. Вебер стимулировал других ученых заняться гравитационными волнами и продолжать эксперименты над этим явлением, благодаря чему удалось в миллион раз поднять чувствительность детекторов.
Однако само явление гравитационных
волн было зарегистрировано еще в прошлом веке,
когда ученые обнаружили двойной пульсар. Это была косвенная
регистрация факта, что гравитационные волны существуют,
доказанная благодаря астрономическим наблюдениям.
Пульсар был открыт Расселом Халсом и Джозефом Тейлором в 1974 году,
во время проведения наблюдений на радиотелескопе обсерватории Аресибо.
Ученые были удостоены Нобелевской премии в 1993 году
за открытие нового типа пульсаров, давшее новые
возможности в изучении гравитации
.[1]
Что такое гравитационная волна?
Гравитационная волна представляет собой колебания пространства-времени – иначе говоря, распространяющуюся в нем рябь: если шарик на капроне начнет периодическое движение, то капрон, выступающий в этой аналогии пространством-временем, также начнет колебаться. Волны от движущегося в центре капроновой поверхности шарика начнут распространяться. Именно они и являются аналогами гравитационных возмущений. Массивное тело, помещенное в пространство-время, вызывает его искривление.


В частности, траектория светового луча, распространяющегося рядом с тяжелым объектом, искривляется от прямолинейной. Эффект был экспериментально подтвержден. Наглядно это можно представить, поместив тяжелый шарик на натянутый капрон: он вызовет прогиб плоской капроновой поверхности, которая в этом случае выступает аналогией пространства-времени. [2]
Открытие
14 сентября 2015 года усовершенствованные детекторы LIGO с интервалом в 7 мс зафиксировали дошедшие до нашей планеты гравитационные волны от крупнейшего явления, произошедшег о на окраинах наблюдаемой Вселенной – слияния двух крупных черных дыр с массами в 29 и 36 раз превышающими массу Солнца. В ходе процесса, состоявшегося более 1,3 млрд лет назад, за считанные доли секунды на излучение волн тяготения было израсходовано около трех солнечных масс вещества. Зафиксированная начальная частота гравитационных волн составляла 35 Гц, а максимальное пиковое значение достигло отметки в 250 Гц. Полученные результаты неоднократно подвергались всесторонней проверке и обработке, тщательно отсекались альтернативные интерпретации полученных данных. Наконец, 11 февраля 2016 года о прямой регистрации предсказанного Эйнштейном явления было объявлено мировому сообществу.[3]

Центры исследования Гравитационных волн
Плоды открытия
Возможность регистрации гравитационных волн открывает «новое измерение» в астрономии. Телескопы, нынче ограниченные в оптическом диапазоне, богатом на препятствия и искажения, с помощью гравитационных волн и их отражений получать трехмерную картину наблюдаемых объектов. Технология, которую сейчас применили исследователи, была еще «сырой» – но в будущем гравитационные волны позволят исследовать объекты, которые скрывают от нас галактики и туманности. Кроме того, были подтверждены многие теории, до сих пор бывшие предметом дискуссий. Так, была доказана возможность существования двойных систем черных дыр, которые могут поглощать друг друга. Также укрепились положения Общей теории относительности насчет гравитации, из-за чего регистрацию гравитационных волн в прессе называют «подарком Эйнштейну к 100-летию Теории относительности». А еще возможность «слышать» волны гравитации даст возможность проникнуть в тайны темной материи, которая до сих пор морочит голову ученым со всего мира.[4]
Планы на будущее
Перспективы гравитационно-волновой астрономии – самые воодушевляющие. Сейчас завершился лишь первый, самый короткий наблюдательный сеанс детектора aLIGO – и уже за это короткое время был пойман четкий сигнал. Точнее будет сказать так: первый сигнал был пойман еще до официального старта, и коллаборация пока что не отчиталась о всех четырех месяцах работы. Кто знает, может там уже есть несколько дополнительных всплесков? Так или иначе, но дальше, по мере увеличения чувствительности детекторов и расширения доступной для гравитационно-волновых наблюдений части Вселенной, количество зарегистрированных событий будет расти лавинообразно.[5]
Ожидаемое расписание сеансов сети LIGO-Virgo показано ниже.

Второй, шестимесячный, сеанс начнется в конце этого года, третий сеанс займет почти весь 2018 год, и на каждом этапе чувствительность детектора будет расти. В районе 2020 года aLIGO должна выйти на запланированную чувствительность, которая позволит детектору прощупывать Вселенную на предмет слияния нейтронных звезд, удаленных от нас на расстояния до 200 Мпк. Для еще более энергетических событий слияния черных дыр чувствительность может добивать чуть ли до гигапарсека. Так или иначе, доступный для наблюдения объем Вселенной возрастет по сравнению с первым сеансом еще в десятки раз.