Fale grawitacyjne zarejestrowane po raz trzeci! Odkrycie potwierdza istnienie nowej populacji czarnych dziur

[KopalniaWiedzy.pl 357]

O trzeciej już bezpośredniej detekcji fal grawitacyjnych donosi konsorcjum badawcze skupione wokół eksperymentu Advanced LIGO, w którym uczestniczą także naukowcy z NCBJ. Zarejestrowane fale powstały w wyniku zlewania się dwóch czarnych dziur i połączenia się ich w jedną większą wirującą czarną dziurę. Nowo powstała czarna dziura jest oddalona od Ziemi o około 3 miliardy lat świetl­nych i ma masę 49 razy większą od masy Słońca.

Fale grawitacyjne, niewielkie zaburzenia czasoprzestrzeni, zostały wykryte w sposób bezpośredni po raz trzeci. Podobnie jak w przypadku dwóch poprzednich detekcji, tak i tym razem zarejestrowane fale powstały w wyniku zlewania się dwóch czarnych dziur i połączenia się ich w jedną większą wirującą czarną dziurę. Nowo powstała czarna dziura jest oddalona od Ziemi o około 3 miliardy lat świetlnych – to dwa razy dalej niż poprzednio zaobserwowane układy – i ma masę około 49 razy większą od masy Słońca; wartość ta znajduje się pomiędzy wartościami mas czarnych dziur (równymi 21 i 62 mas Słońca) powstałych w wyniku zdarzeń zarejestrowanych w 2015 roku. W każdym z tych trzech zdarzeń, w chwili tuż przed połączeniem się czarnych dziur emitowane są fale grawitacyjne o mocy większej niż moc promieniowania elektromagnetycznego wszystkich gwiazd i galaktyk znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie.

Najnowsze odkrycie zostało opisane w artykule zaakceptowanym do publikacji w czasopiśmie Physical Review Letters. Miało ono miejsce podczas trwającej właśnie kampanii obserwacyjnej (rozpoczętej 30 listopada 2016 r.) dwóch amerykańskich detektorów Advanced LIGO znajdujących się w Hanford (stan Waszyngton) i Livingston (stan Luizjana). Kampania obserwacyjna będzie kontynuowana aż do lata bieżącego roku, kiedy to zbieranie naukowo wartościowych danych zacznie europejski detektor Advanced Virgo (znajdujący się niedaleko Pizy we Włoszech). Detektor Advanced Virgo został pomyślnie uruchomiony w pierwszym tygodniu maja br. Po dołączeniu detektora Advanced Virgo do dwóch detektorów Advanced LIGO powstanie sieć trzech detektorów, która umożliwi rejestrację słabszych fal grawitacyjnych i bardziej precyzyjny pomiar parametrów źródeł generujących te fale.

Trzecia detekcja fal grawitacyjnych miała miejsce 4 stycznia 2017 roku, sygnał z nią związany nazwano GW170104. Został on poddany starannej analizie przez zespoły naukowe projektów LIGO i Virgo składające się 1200 badaczy z ponad 100 instytucji naukowych znajdujących się na 4 kontynentach. Te same zespoły we wrześniu 2015 roku doprowadziły do pierwszej w historii bezpośredniej detekcji fal grawitacyjnych, a kilka miesięcy później udało im się je zarejestrować po raz drugi.

Dzięki tej trzeciej detekcji potwierdzamy istnienie nieoczekiwanej populacji czarnych dziur o masach większych niż 20 mas Słońca – mówi Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik międzynarodowego zespołu Virgo, składającego się z ponad 280 naukowców, prowadzącego wspólnie z zespołem LIGO analizę danych. Wspólna praca zespołów LIGO i Virgo umożliwiła obserwację tych niesamowitych wydarzeń, które nastąpiły miliardy lat temu.

Najnowsza obserwacja dostarcza też pewnych wskazówek dotyczących położenia w przestrzeni własnych osi obrotu, wokół których czarne dziury wirują zbliżając się do siebie. Czarne dziury mogą obracać się wokół osi dowolnie zorientowanych względem siebie i względem płaszczyzny, w której leżą ich orbity. Jest to podobne do pary łyżwiarzy, którzy krążą wokół siebie wykonując jednocześnie piruety – obroty wokół własnych osi. Analiza danych dostarczyła dowodów na to, że oś obrotu przynajmniej jednej z czarnych dziur nie jest prostopadła do płaszczyzny orbity, co daje wskazówki dotyczące tego, jak ta para czarnych dziur powstała.

Wśród naukowców pracujących przy detektorze Virgo znajduje się polska grupa POLGRAW. W jej skład wchodzą badacze z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

Naszym zadaniem była analiza danych uzyskanych z amerykańskich detektorów LIGO, prowadzenie badań źródeł astrofizycznych fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Virgo – mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.

Polacy stworzyli podstawy wielu algorytmów i metod służących do wykrywania i estymacji parametrów fal grawitacyjnych z układów podwójnych (prof. dr hab. Andrzej Królak, prof. dr hab. Piotr Jaranowski), przyczynili się do precyzyjnego modelowania sygnału fali grawitacyjnej z układu podwójnego (prof. Piotr Jaranowski, prof. Andrzej Królak), przeprowadzili symulacje pokazujące, że układy podwójne czarnych dziur są najlepiej wykrywalnymi przez detektory LIGO-Virgo źródłami promieniowania grawitacyjnego (prof. dr hab. Krzysztof Belczyński, prof. dr hab. Tomasz Bulik), badali astrofizyczne własności układów podwójnych (dr hab. Michał Bejger, dr Izabela Kowalska-Leszczyńska, dr hab. Dorota Rosińska) oraz poszukiwali mogących towarzyszyć zdarzeniu błysków optycznych (dr Adam Zadrożny).

« powrót do artykułu

[rahl 26]

Cyt: "W każdym z tych trzech zdarzeń, w chwili tuż przed połączeniem się czarnych dziur emitowane są fale grawitacyjne o mocy większej niż moc promieniowania elektromagnetycznego wszystkich gwiazd i galaktyk znajdujących się w obserwowalnym wszechświecie"

 

Nieprawda, emisja gwiazd w obserwowalnym wszechświecie jest szacowana na co najmniej 20.000 mas słońca/s

Czarne dziury w wyniku emisji fal grawitacyjnych tracą około 3 masy słońca w niespełna 0,5s czyli zaledwie 0,03-0,04%

[thikim 119]

Jesteś pewien czasu 0,5 s?

Z niecierpliwością czekam na kolejne lepsze detektory.

O czym już tu pisałem: uważam że spora część efektu ciemnej materii to czarne dziury z populacji jakie do tej pory uważaliśmy za nieprawdopodobne.

[ww296 10]

Co prawda jestem kompletnym laikiem w tych sprawach, ale jakoś tak nie dowierzam tym detektorom, a raczej interpretacji ich hmyy... drgań.

[rahl 26]

@thikim - Najkrótszy był pierwszy - około 3 masy Słońca w 0,2s, drugi 1 masa Słońca w 1s, a trzeci 3 masy w 0,5s. 

 

 

@ww296 - Nie obraź się ale twoje stwierdzenie stwierdzenie zawiera co najmniej dwie sprzeczności.

Jak sam twierdzisz jesteś laikiem, więc naprawdę nie masz żadnych podstaw do odrzucania poprawności wyników lub ich interpretacji.

Wiara nie ma tu nic do rzeczy - dane obserwacyjne potwierdzają to co przewidywały teorie stworzone dekady temu.

 

P.S. najlepiej spójrz na to tak:

"Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic"

[Jajcenty 314]

 

 

Jak sam twierdzisz jesteś laikiem, więc naprawdę nie masz żadnych podstaw do odrzucania poprawności wyników lub ich interpretacji.

Prymat intuicji na granicach poznania. Jeszcze niedawno nie było pewne czy czarne dziury istnieją, a dzisiaj wykrywamy ich zderzenia*. Sam Hawking chyba już ze dwa razy zmienił zdanie o BH, tak więc sceptycyzm ww296 jest całkiem zrozumiały. Najpierw istniały, potem nie, teraz pewnie znowu są, ale mniejsze Takie osobliwości mogą zepsuć całą fizykę.

 

*)przynajmniej tak się wydaje  

[rahl 26]

Nigdy nie widziałem Jajcentego - więc nie do końca wierzę w jego istnienie. Można przeczytać wypowiedzi "rzekomo" przez niego pisane, ale kto tak naprawdę wie. 

Poza tym nie słyszałem aby Hawking zmieniał zdanie w kwestii BH. Pogląd powielany przez wielu wynika z błędnej interpretacji jego pracy związanej z paradoksem firewall'a.

Edytowane 4 czerwca 2017 przez rahl

[ww296 10]

Użyłem stwierdzenia "wiara" w kontekście racjonalnym a nie religijnym czy potocznym.

Nie wiem czy czy to już teoria naukowa czy hipoteza, wydaje mi się do teori potrzeba jeszcze dodatkowej weryfikacji przez niezależny zespół. Oczywiście w tym przypadku może to być problematyczne bo zanim powstanie konkurencyjne urządzenie to może trochę minąć. Jak już pisałem jestem laikiem w tej sprawie więc nie jestem w stanie tego ocenić. Zakładam możliwość, że np te drgania mogą być wynikiem innego rodzaju oddziaływania (którego jeszcze nie znamy) i stąd moja "niewiara"

[tempik 82]

 

 

Zakładam możliwość, że np te drgania mogą być wynikiem innego rodzaju oddziaływania (którego jeszcze nie znamy) i stąd moja "niewiara"

jak budowali LIGO byłem przekonany ze to jakiś żart, parametry i dokładność z jakimi musi ten instrument pracować to jakiś kosmos. w metrologii raczej niewiele się zmienia ostatnimi czasy. wiec głównym elementem tego instrumentu są algorytmy które szacują prawdopodobieństwo że w morzu szumów ten akurat sygnał to jest to. bez 2 niezależnego instrumentu, położonego daleko od LIGO który będzie rejestrował te same sygnały to tylko są szacunki. ale amerykanie zrobili "gula" konkurencji że mają takie cacko a inni nie, wiec pewnie dość szybko powstaną kolejne detektory. 

[Gość Astro]

 

 

czyli Hitler jest OK bo zabił trochę mniej ludzi od Stalina?

 

Chyba widzę już w tym kolejne, czwarte, istotne dla wszystkich doniesienie o detekcji fal grawitacyjnych…

W ogóle fajna dyskusja. Chyba przesadziliśmy – drodzy Koledzy – z sarkazmem. Po przekroczeniu pewnego poziomu – mówię to jako stary satyr – może być już niejadalny.

[pogo 102]

No to wyciąłem off-top. Nie chce mi się linkować, jak się postaracie to znajdziecie