Услышан шум каннибализма во Вселенной...

moralg — 03.07.2023 Трудно дался мне заголовок этого поста. Но все другие варианты гораздо туманнее рисовали образ открытия факта множества слияний сверхмассивных черных дыр во Вселенной. И потому сначала приведу поясняющую на пальцах земную аналогию таких процессов.
      1. Волны на воде.
      В безветренную погоду вы сидите на берегу большого озера. Гладь его поверхности абсолютна. Внезапный порыв ветра взбуждает на ней волновую рябь с длиной волны в несколько сантиметров. А частота пробегания мимо вас горбиков этой ряби составляет несколько герц. Ветер усиливается и через некоторое время длина возбуждаемых им волн возрастает до нескольких метров. А частота пробегания перед вами горбов этих волн падает до десятых долей герца. И все эти волны мы видим своими глазами. Как и волны, вызванные падением в воду брошенных нами камней.
      Но в земных океанах есть и гораздо более длинные волны - генерируемые в основном Луной приливы. Их длина порядка диаметра Земли, а частота порядка одной стотысячной доли герца. Для наших органов чувств эти волны слишком низкочастотны и потому находясь на корабле в море мы их как волны просто не видим.
      Похожая ситуация имеет место и с гравитационными волнами, возбуждаемых в ходе слияния черных дыр...

      2. Гравитационные волны.
      Гравитационные волны, возбуждаемые а процессах слияния ЧД звездных масс, начали наблюдать с 2015 года. Частота таких волн составляла от нескольких десятков (за секунды до момента слияния ЧД) до нескольких сотен герц (в момент слияния). Что легко объяснить. Поскольку длина λ и частота v этих волн связаны соотношением ν ~ с/λ, где с - скорость света. Длина такой волны равна длине орбиты центра одной ЧД относительно центра другой. В момент соприкосновения гравитационных радиусов этих ЧД длина такой волны становится минимальной, а частота максимальной.
      Но помимо ЧД звезных масс (до нескольких десятков масс Солнца) практически в центре каждой приличной галактики есть сверхмассивная черная дыра массой от миллионов до многих миллиардов солнечных масс. Гравитационные радиусы таких СМЧД - от десятков миллионов до десятков и даже сотен миллиардов километров. И потому частота гравитационных волн, возбуждаемых при слиянии таких СМЧД, будет лежать в интервале от миллигерц до сотен или даже десятков наногерц (периоды колебаний от десятков минут до многих суток).
      Зарегистрировать такую волну от одиночного слияния двух СМЧД мы, очевидно, не сможем. Тем более, что амплитуды возмущения гравитационного поля в такой волне будут на много порядков меньше величины самого гравитационного поля в окружающем нас пространстве.
      Но во Вселенной бесчисленное множество приличных галактик (современные космические телескопы открывают их миллионами). И слабые гравитационные волны от множества слияний таких СМЧД накладываясь друг на друга создают соответствующий "гравитационный шум".
      Как обнаружить этот шум? В нашей галактике есть немало пульсаров (нейтронных звезд), являющихся мумиями уже умерших звезд. Периоды их оборотов вокруг своих осей измеряются чрезвычайно точно и у большинства из них составляют единицы или десятки миллисекунд. Падение гравитационной волны на такой пульсар приводит к чрезвычайно малому, но вполне измеряемому, изменению периода вращения такого пульсара вокруг своей оси.
      И авторы описываемого открытия в течение 16 лет измеряли эти колебания периодов вращения у 67 пульсаров в нашей Галактике и корреляции между этими колебаниями периодов их вращения (публикация от 29.06.2023).
      А затем провели дотошную обработку результатов и уверяют нас в том, что эти корреляции с достоверностью близкой к 99,99% (± 3,5-4 σ) указывают на то, что упомянутые колебания периодов вращения пульсаров формируют тот самый гравитационный шум, который создается множеством слияний СМЧД во Вселенной.

      Теперь встает вопрос - что нам делать с этим открытием? Как его использовать? Что еще из него можно "вычислить"? Определенные мысли у меня есть, но я бы хотел сначала послушать моих читателей.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив