Гравитационные волны

Гравиатционные волны

3 октября 2017 года присуждена нобелевская премия трем американским физикам за «решающий вклад в проект LIGO (лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории - прим. ТАСС) и наблюдение за гравитационными волнами» [1].

Это же агентство приводит высказывание главного научного сотрудника института ядерных исследований РАН академика В. Рубакова на телеканале «Россия-24».

«Во-первых, это обнаружение гравитационных волн как нового типа волн, нового типа возмущений в вакууме. Это новый тип излучения, который предсказывался теорией, никто из более-менее вменяемых физиков не сомневался, что они существуют, но обнаружить явным образом - это важная штука», - сказал Рубаков. Он подчеркнул, что слияния черных дыр, которые порождают гравитационные волны, представляют собой очень интересные события. "Это новый способ наблюдения за тем, что происходит во Вселенной", - сказал физик.

Аналогичное высказывание сделал профессор Миссурийского университета, специалист в области исследований гравитации и ОТО, С. Копейкин. Интервью с уважаемым профессором опубликовано в научном журнале «Naked Science» 3 октября 2017 года. Копейкин говорит: «Дело в том, что все источники гравитационных волн нужного для LIGO «сорта» – это сравнительно редкие по космическим меркам события. В принципе, такие слияния происходят в каждой галактике, в том числе и в нашей, но это всегда события исключительные: по оценкам теоретиков, число подходящих для детектирования LIGO событий может составлять от нескольких до нескольких сотен в год, не больше» [2].

Очень похожие высказывания и других ученых на предмет некой уникальности (новых) обнаруженных гравиволн.

В связи с этими высказываниями и открытием, следует обратиться к истории гравитации. И. Ньютон, увидев диск Луны на дневном небе и одновременное падение яблока отвесно на землю, сумел связать эти явления. Он понимал, что падение яблока и других предметов происходит под воздействием притяжения Земли. Знал он и о том, что Луна не может просто висеть в небе, как картина на стене, а вращается по орбите вокруг Земли, Следовательно, на нее воздействует какая-то сила притяжения, которая удерживает ее от того, чтобы не сорваться с орбиты. Вот тут и возникло прозрение, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну удерживать на околоземной орбите.

Предшественник И. Ньютона – Г. Галилей изучал равноускоренное движение тел, падающих на поверхность земли, был уверен, что это явление чисто земной природы. Другие ученые, например Иоганн Кеплер, изучали движение планет, полагая, что в Космосе действуют иные законы движения, нежели управляющие движением на Земле.

До Ньютона все аргументы, касающиеся движения небесных тел, сводились к тому, что небесные тела, будучи совершенными, движутся по круговым орбитам в силу своего совершенства, поэтому считалось, что имеются два типа гравитации, и это представление устойчиво закрепилось в сознании людей того времени. Никто не сомневался, что есть гравитация земная, действующая на несовершенной Земле, и есть гравитация небесная, действующая на совершенных небесах [3].

И вот появился новый инструмент, предназначенный для поимки гравитационных волн LIGO, и после обнаружения двух всплесков сигналов на экранах детекторов, ученые заговорили о разных типах гравитационных волн. Что это? Возврат в средневековье или действительно в природе есть разные гравитационные волны – одни действуют на планете Земля, а другие в «совершенном» Космосе? Падением яблока управляет одна гравитация, а слиянием Черных дыр или нейтронных звезд, другая гравитация!

История с открытием новых гравитационных волн меня просто умиляет. Два пичка сигнала, совпадающие по фронту, зафиксированные на разных детекторах, могли быть как техногенные, так и природные явления. Все дело в статистике возникновения этих шумовых сигналов. В предыдущей статье я уже приводил примеры с количеством молниевых разрядов на земном шаре, от 44 до 100 ударов в секунду. Среди такого количества процентов 10 из них близнецы. Отфильтровать и распознать их акустическими способами весьма трудно.

Я искренне рад, что уважаемых ученых наградили столь престижной премией, в то же время, я думаю, что наградили не за физическое открытие…

По большому счету, премировать нужно было «законодателя мод» этого направления – профессора физики Мэрилендского университета Джозефа Вебера. (В 2000 году Вебер скончался, о его открытии можно почитать здесь [4]) Это его детектор (металлическая болванка в вакууме) первым «обнаружил» волны тяготения, пришедшие на Землю из глубин космоса. В 69 году он сделал сенсационное заявление, что наблюдались совпадения  на детекторах до 100 случаев в год, которые можно было интерпретировать как всплески гравитационных волн. Это вам не какие-то два сигнала за всю историю с LIGO.

Всего за все время, после запуска LIGO (с 2002 г.) зафиксировали два сигнала и это признали мировым достижением науки по улавливанию гравитационных волн?

Вот за что особенно можно порадоваться, так это неуклонное стремление вперед по увеличению чувствительности данных интерферометров. У Вебера цилиндр был облеплен пьезоэлектрическими датчиками, регистрирующими всякое изменение геометрических размеров с точностью до 10-14 м. В лаборатории Брагинского подняли точность до 5·10-18 м! [5]. Последняя модернизация интерферометров LIGO позволила измерить деформацию пространства-времени, вызванную гравитационной волной, с точностью лучше 1/1000 диаметра протона (10-21 м) [6].

Повышение чувствительности это хорошо, но возникает вдруг проблема. Посмотрим на примере лаборатории Брагинского, сооруженной в подвале МГУ. Сегодня (я не знаю, но полагаю, что эта лаборатория давно закрыта) они «слушают» уходящий вблизи трамвай. Завтра они повысили чувствительность и уже слышат половину трамваев Москвы. Послезавтра, после очередной модернизации – они слышат все электрички, поезда и трамваи всей Москвы. Как отфильтровать эту какофонию? Акустическими фильтрами – не получится; программным обеспечением, возможно, но не все. Тупик!

«Это самые большие инструменты такого рода на Земле: плечи каждого – по 4 км. В результате интерферометры смогли измерить деформацию пространства-времени, вызванную гравитационной волной, с точностью лучше 1/1000диаметра протона (10E-21 м). Открытие тогда назвали одним из крупнейших прорывов в физике, который долго останется непревзойденным» [7].

Источники

  1. ТАСС, Названы лауреаты Нобелевской премии по физике / URL:
    http://tass.ru/nauka/4611999
  2. Васильев С., Гравитационные волны, «Naked Science» / URL: https://naked-science.ru/article/interview/sergey-kopeykin-pochemu-otkrytie 10.17
  3. Трефил Д., Закон всемирного тяготения / URL: https://elementy.ru/trefil/23/Zakon_vsemirnogo_tyagoteniya_Nyutona
  4. Ершов Г.Д., Гравитон, Гравитация / URL: http://gennady-ershov.ru/gravitaciya/graviton.html
  5. Хотеев В.Х., Раскрытие сущности тяготения, «Сударыня», С-П 2001.
  6. Press Release: The Nobel Prize in Physics 2017? Nobelprize.org / URL: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/press.html
  7. Нобелевскую премию по физике присудили за вклад в изучение гравитационных волн, Ведомости, 3 октября / URL: https://www.vedomosti.ru/technology/news/2017/10/03/736303-nobelevskuyu-fizike

 

Назад  Вперед

 

 

14 комментариев

  1. Гравитационных волн нет — есть гравитационные поля у каждого материального объекта.

  2. 1962 — Владислав Пустовойт и Михаил Герценштейн описали принципы использования интерферометров для обнаружения длинноволновых гравитационных волн

  3. Gennady Ershov:

    Насчет гравиволн согласен, но гравиполя тоже нужно чем-то создавать

  4. Gennady Ershov:

    «1962 — Владислав Пустовойт и Михаил Герценштейн описали принципы использования интерферометров для обнаружения длинноволновых гравитационных волн»
    —————————
    Идея наша, но оказывается за «бензин нужно тоже платить». Поэтому, все премии американские.

  5. Гравитация — это магнитное поле. Магнитное поле существует вокруг любого материального объекта. Источником магнитного поля являются атомы. Чем больше атомов, тем сильнее гравитация (магнитное притяжение). см. ноокосмизм

  6. Gennady Ershov:

    «Гравитация — это магнитное поле. Магнитное поле существует вокруг любого материального объекта. Источником магнитного поля являются атомы. Чем больше атомов, тем сильнее гравитация (магнитное притяжение)»
    ——————————
    Речь-то идет о гравиволнах

  7. Насколько волны гравитационны

    О природе происхождения гравитации современная физика не имеет чёткого определения. Поэтому именно по вопросу о гравитации существуют серьёзные нестыковки между теорией относительности (которая сама по себе абсурдна во многих отношениях) и квантовой физикой, (в которой также много тёмных пятен и противоречий элементарной физике), что не позволяет на их основе создать так называемую «Теорию всего», объясняющую единство микро- и макромира.
    Поэтому появившееся сообщение об открытии гравитационных волн, прилетевших из далёкого космоса, привело к получению Нобелевской премии. Хотя гравитация по определению – это притяжение материальных объектов, а величина гравитации для конкретного объекта и в конкретной точке пространства постоянна. А волны – это колебания, которые в свою очередь бывают электромагнитные и материальные. Но материальные колебания осуществляются как колебания материальной среды под воздействием внешней силы, а электромагнитные колебания – ЭМВ – по природе своей движутся самостоятельно под воздействием внутренней энергии и никаких внешних сил для этого не нужно. Наоборот – внешние силы могут только препятствовать их движению. Но многие физики приписывают этим волнам одинаковые свойства, в том числе приписывая ЭМВ к материи, потому что в современной физике нет чёткого определения понятия «материя».
    Так какие же волны получили учёные? Материальными волнам они не могли быть, т.к. колебания материи не могут передаваться через пустоту. Следовательно, учёные получили эм колебания (волны), которые проявили себя, притягиваясь в их приборе. Так из радиофизики известно, что короткие ЭМВ не притягиваются к Земле, а летят по прямой, но длинные и сверхдлинные ЭМ волны наоборот – притягиваются к Земле, в результате облетают землю или поглощаются землёй. Видимо такие сверхдлинные волны и получили учёные, получившие Нобелевскую премию. Но это открытие никак не объясняет природу гравитации, которая постоянна для каждого существующего материального объекта, т.к. магнитная составляющая волны имеет переменное направление.

  8. Одетта:

    История самого термина «гравитационная волна», теоретического и экспериментального поиска этих волн, а также их использования для исследований явлений, недоступных иными методами

  9. Gennady Ershov:

    «Но это открытие никак не объясняет природу гравитации, которая постоянна для каждого существующего материального объекта, т.к. магнитная составляющая волны имеет переменное направление».
    ————————————
    То что открытие гравиволн произошло от столкновения массивных Черных дыр, и это никоим образом не приблизило физику к разгадке гравитации, об этом и две последние статьи. Вы тут солидаризируетесь со мной.
    Вчера (16 октября) все СМИ взахлеб говорили о новом открытиии гравиволн, теперь от столкновения нейтронныых звезд. Вскоре, после очередного поднятия чувствительности детекторов, эти открытия посыплются как из рога изобилия, с тем же результатом.
    Относительно материальных волн, (Вы имели в виду — акустические?) дискутировать не буду.

  10. Gennady Ershov:

    «История самого термина «гравитационная волна», теоретического и экспериментального поиска этих волн, а также их использования для исследований явлений, недоступных иными методами»
    —————————-
    Одетта, а мысль кто должен закончить? Зигфрид!

  11. Зарема:

    В общей теории относительности и в большинстве других современных теорий гравитации гравитационные волны порождаются движением массивных тел с переменным ускорением

  12. Gennady Ershov:

    «В общей теории относительности и в большинстве других современных теорий гравитации гравитационные волны порождаются движением массивных тел с переменным ускорением»ъ
    —————————-
    И как Вы представляете это ускорение, вернее, за счет чего массивное тело может изменять свое положение с «переменным ускорением»?

  13. Дилярам:

    Теоретически существует возможность использовать гравитационные волны для дальней беспроводной связи; этот принцип был запатентован советским учёным В. А. Буниным в 1972 году

  14. Gennady Ershov:

    «Теоретически существует возможность использовать гравитационные волны для дальней беспроводной связи; этот принцип был запатентован советским учёным В. А. Буниным в 1972 году»
    ——————————
    «Связь на волнах тяготения, v- подчеркивает В. А. Бунин, v- преодолеет любые преграды, будь то монолитная толща земного шара, мощные облака, скопления астероидов или других космических тел в межзвездном пространстве».

    Уважаемая, Дилярам, а Вы можете ответить на простой вопрос: Как изобретатель В.А. Бунин осуществил связь на волнах тяготения, которые не открыты до сего времени?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Ваш комментарий на модерации.