Ровно 100 лет назад Альберт Эйнштейн "потряс" пространство и время своей “Общей теорией относительности”, согласно которой любая движущаяся масса, звезда или галактика пошатнет окружающий их мир. Так называемое "пространство-время" деформируется движениями небесных тел, как эластичная пленка, и само начинает колебаться.
Эти колебания в виде гравитационных волн распространяются со скоростью света в во всех направлениях. Их можно измерить также с Земли. Но, хотя теория Эйнштейна бесспорна и гравитационные волны предсказаны век назад, научное сообщество все еще ждет измерения этих волн непосредственно во Вселенной.
В этом году на LIGO (Лазерный интерферометр обсерватории гравитационных волн) в США и VIRGO-интерферометре в Италии должны начать работу два детектора гравитационных волн самого последнего поколения. Но сумеют ли они, наконец, поймать долгожданный гравитационный сигнал - это вопрос не только все более чувствительной измерительной техники.
"Нам нужны как можно более точные прогнозы, как физически выглядят волны, которые мы отслеживаем. Только так и можно отфильтровать от общего шума сигналы с их крайне малой амплитудой".
Д-р Бернд Брюгманн (Bernd Brügmann), профессор Йенского университета им. Фридриха Шиллера
Именно такие прогнозы удалось сделать молодым ученым из команды Брюгманна: д-р Себастьяно Бернуцци (Sebastiano Bernuzzi) и Тим Дитрих (Tim Dietrich) представили на сегодняшний день самое точное теоретическое описание сигнала гравитационных волн, исходящих из двух сталкивающихся друг с другом нейтронных звезд.
Предсказанный физиками из Йены и их партнерами сигнал гравитационных волн (вверху) и снимок столкновения двух нейтронных звезд (внизу) Фото: TPI / FSU, AG Brügmann
Вместе со своими французскими коллегами Алессандро Нагаром (Alessandro Nagar) и Тибо Дамоуром (Thibault Damour) они усовершенствовали для этого аналитическую модель описания движения системы двух тел и возникающих при этом гравитационных волн. Это может значительно упростить расчет искомого сигнала.
Вычислительные затраты уменьшатся в несколько раз, поясняет Дитрих. Вместо многомесячного ожидания результата одного моделирования, которое может быть выполнено лишь на самых больших суперкомпьютерах в мире, расчеты в считанные секунды можно сделать на обычном ПК.
Благодаря такому подходу можно дать точные сведения об энергии и волновой форме сигналов, ожидаемых в результате столкновения двух нейтронных звезд, что существенно упрощает оценку сигналов, записанных новыми детекторами. Но невозможно предсказать, когда наконец удастся обнаружить долгожданное доказательство гравитационных волн.
О проведенном исследовании сообщается в статье, вышедшей в журнале .
Золото принадлежит к редким элементам - и причины этого можно обнаружить в космосе, так как вожделенный благородный металл возникает не в нормальных звездах путём ядерного синтеза, как, например, углерод или железо. Для рождения золота необходимо значительно больше энергии. Эдо Бергер (Edo Berger) - Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, Кембридж - и его коллеги, возможно, отыскали такой космический золотой прииск: столкновение двух нейтронных звезд, взорвавшихся ранее в сверхновые. На земле это столкновение зафиксировано в прошлом месяце как кратковременные гамма-всплески (gamma-ray burst - GRB), последствия которых изучали исследователи. "При этом произведено золото, масса которого соответствует десятикратной массе Луны", - считает Бергер.
