stringtranslate.com

Гравитационно-волновая астрономия

Данные о первом наблюдении гравитационных волн с помощью интерферометра LIGO и Virgo

Гравитационно-волновая астрономия — раздел астрономии, занимающийся обнаружением и изучением гравитационных волн, испускаемых астрофизическими источниками. [1]

Гравитационные волны — это мельчайшие искажения или рябь в пространстве-времени, вызванные ускорением массивных объектов. Они возникают в результате катастрофических событий, таких как слияние двойных черных дыр , коалесценция двойных нейтронных звезд , взрывы сверхновых и процессы, включая процессы ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва . Их изучение открывает новый способ наблюдения за Вселенной, предоставляя ценную информацию о поведении материи в экстремальных условиях. Подобно электромагнитному излучению (например, световой волне, радиоволне, инфракрасному излучению и рентгеновским лучам), которое включает перенос энергии посредством распространения флуктуаций электромагнитного поля, гравитационное излучение включает флуктуации относительно более слабого гравитационного поля. Существование гравитационных волн было впервые предложено Оливером Хевисайдом в 1893 году, а затем позже высказано предположением Анри Пуанкаре в 1905 году как гравитационный эквивалент электромагнитных волн, прежде чем они были предсказаны Альбертом Эйнштейном в 1916 году как следствие его общей теории относительности .

В 1978 году Рассел Алан Халс и Джозеф Хутон Тейлор-младший предоставили первые экспериментальные доказательства существования гравитационных волн, наблюдая за двумя нейтронными звездами, вращающимися друг вокруг друга, и получили Нобелевскую премию по физике 1993 года за свою работу. В 2015 году, почти через столетие после прогноза Эйнштейна, первое прямое наблюдение гравитационных волн как сигнала от слияния двух черных дыр подтвердило существование этих неуловимых явлений и открыло новую эру в астрономии. Последующие обнаружения включали слияния двойных черных дыр, столкновения нейтронных звезд и другие бурные космические события. Гравитационные волны теперь обнаруживаются с помощью лазерной интерферометрии , которая измеряет крошечные изменения длины двух перпендикулярных рукавов, вызванные проходящим волнами. Такие обсерватории, как LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), Virgo и KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector), используют эту технологию для захвата слабых сигналов от далеких космических событий. Соучредители LIGO Барри К. Бариш , Кип С. Торн и Райнер Вайс были удостоены Нобелевской премии по физике 2017 года за новаторский вклад в гравитационно-волновую астрономию.

Когда далекие астрономические объекты наблюдаются с помощью электромагнитных волн, различные явления, такие как рассеяние, поглощение, отражение, преломление и т. д., приводят к потере информации. В космосе остаются различные области, проницаемые для фотонов лишь частично, такие как внутренности туманностей, плотные пылевые облака в галактическом ядре, области вблизи черных дыр и т. д. Гравитационная астрономия имеет потенциал для использования параллельно с электромагнитной астрономией для изучения Вселенной с лучшим разрешением. В подходе, известном как многоканальная астрономия , данные о гравитационных волнах объединяются с данными с других длин волн, чтобы получить более полную картину астрофизических явлений. Гравитационно-волновая астрономия помогает понять раннюю Вселенную , проверить теории гравитации и выявить распределение темной материи и темной энергии . В частности, она может помочь найти постоянную Хаббла , которая говорит о скорости ускоренного расширения Вселенной. Все это открывает двери в физику за пределами Стандартной модели (BSM).

Проблемы, которые остаются в этой области, включают шумовые помехи, отсутствие сверхчувствительных инструментов и обнаружение низкочастотных волн. Наземные детекторы сталкиваются с проблемами сейсмических колебаний, вызванных возмущениями окружающей среды, и ограничением длины плеча детекторов из-за кривизны поверхности Земли. В будущем область гравитационно-волновой астрономии попытается разработать усовершенствованные детекторы и обсерватории следующего поколения, наряду с возможными космическими детекторами, такими как LISA ( Laser Interferometer Space Antenna ). LISA сможет прослушивать удаленные источники, такие как компактные сверхмассивные черные дыры в галактическом ядре и первичные черные дыры, а также источники низкочастотных чувствительных сигналов, такие как слияние двойных белых карликов и источники из ранней Вселенной. [2]

Введение

Гравитационные волны — это волны интенсивности гравитации, создаваемые ускоренными массами орбитальной двойной системы, которые распространяются как волны от своего источника со скоростью света . Впервые они были предложены Оливером Хевисайдом в 1893 году, а затем Анри Пуанкаре в 1905 году как волны, похожие на электромагнитные волны, но являющиеся их гравитационным эквивалентом.

Гравитационные волны были позже предсказаны в 1916 году Альбертом Эйнштейном на основе его общей теории относительности как рябь в пространстве-времени . Позже он отказался признавать гравитационные волны. [3] Гравитационные волны переносят энергию в виде гравитационного излучения, формы лучистой энергии, похожей на электромагнитное излучение . Закон всемирного тяготения Ньютона , часть классической механики , не предусматривает их существования, поскольку этот закон основан на предположении, что физические взаимодействия распространяются мгновенно (с бесконечной скоростью) — показывая один из способов, по которым методы ньютоновской физики неспособны объяснить явления, связанные с относительностью.

Первое косвенное доказательство существования гравитационных волн было получено в 1974 году из наблюдаемого орбитального распада двойного пульсара Халса-Тейлора , который соответствовал распаду, предсказанному общей теорией относительности, поскольку энергия теряется в гравитационном излучении. В 1993 году Рассел А. Халс и Джозеф Хутон Тейлор-младший получили Нобелевскую премию по физике за это открытие.

Прямое наблюдение гравитационных волн не проводилось до 2015 года, когда сигнал, порожденный слиянием двух черных дыр, был получен детекторами гравитационных волн LIGO в Ливингстоне, Луизиана, и в Ханфорде, Вашингтон. Нобелевская премия по физике 2017 года была впоследствии присуждена Райнеру Вайссу , Кипу Торну и Барри Баришу за их роль в прямом обнаружении гравитационных волн.

В гравитационно-волновой астрономии наблюдения гравитационных волн используются для получения данных об источниках гравитационных волн. Источники, которые можно изучать таким образом, включают двойные звездные системы, состоящие из белых карликов , нейтронных звезд и черных дыр ; такие события, как сверхновые ; и формирование ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва .

Инструменты и задачи

Сотрудничество между детекторами помогает собирать уникальную и ценную информацию благодаря различным спецификациям и чувствительности каждого из них. Существует несколько наземных лазерных интерферометров , которые охватывают несколько миль/километров, в том числе: два детектора лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в Западной Австралии и Лос-Анджелесе, США; Virgo в Европейской гравитационной обсерватории в Италии; GEO600 в Германии и детектор гравитационно-волновой обсерватории Камиока (KAGRA) в Японии. В то время как LIGO, Virgo и KAGRA на сегодняшний день провели совместные наблюдения, GEO600 в настоящее время используется для пробных и тестовых запусков из-за более низкой чувствительности его инструментов и в последнее время не участвовал в совместных запусках с другими.

Кривые шума для выбора детекторов гравитационных волн в зависимости от частоты. На очень низких частотах находятся массивы синхронизации пульсаров , на низких частотах — космические детекторы, а на высоких частотах — наземные детекторы. Также показаны характерные деформации потенциальных астрофизических источников. Для обнаружения характерные деформации сигнала должны быть выше кривой шума. [4]

Высокая частота

В 2015 году проект LIGO стал первым проектом, в котором гравитационные волны были непосредственно обнаружены с помощью лазерных интерферометров. [5] [6] Детекторы LIGO зафиксировали гравитационные волны от слияния двух черных дыр звездной массы , что совпало с предсказаниями общей теории относительности . [7] [8] [9] Эти наблюдения продемонстрировали существование двойных систем черных дыр звездной массы и стали первым прямым обнаружением гравитационных волн и первым наблюдением слияния двойных черных дыр. [10] Это открытие было охарактеризовано как революционное для науки из-за подтверждения нашей способности использовать гравитационно-волновую астрономию для прогресса в наших поисках и исследовании темной материи и Большого взрыва .

Низкая частота

Альтернативным способом наблюдения является использование массивов пульсарных синхронизаций (PTA). Существует три консорциума: European Pulsar Timing Array (EPTA), North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) и Parkes Pulsar Timing Array (PPTA), которые сотрудничают как International Pulsar Timing Array . Они используют существующие радиотелескопы, но поскольку они чувствительны к частотам в диапазоне наногерц, для обнаружения сигнала требуются многие годы наблюдений, а чувствительность детектора постепенно улучшается. Текущие пределы приближаются к ожидаемым для астрофизических источников. [11]

График корреляции между пульсарами, наблюдаемыми NANOGrav (2023), и угловым разделением между пульсарами в сравнении с теоретической моделью Хеллингса-Даунса (пунктирная фиолетовая линия) и в случае отсутствия гравитационного волнового фона (сплошная зеленая линия) [12] [13]

В июне 2023 года четыре коллаборации PTA, три вышеупомянутых и китайская Pulsar Timing Array, предоставили независимые, но схожие доказательства стохастического фона гравитационных волн наногерцового диапазона. [14] Каждая из них предоставила независимое первое измерение теоретической кривой Хеллингса-Даунса , т. е. квадрупольной корреляции между двумя пульсарами как функции их углового разделения в небе, что является явным признаком гравитационно-волнового происхождения наблюдаемого фона. [15] [16] [17] [18] Источники этого фона еще предстоит определить, хотя наиболее вероятными кандидатами являются двойные системы сверхмассивных черных дыр . [19]

Промежуточные частоты

В дальнейшем, в будущем, есть возможность космических детекторов. Европейское космическое агентство выбрало миссию гравитационных волн для своей миссии L3, запуск которой запланирован на 2034 год, текущая концепция — это усовершенствованная лазерная интерферометрическая космическая антенна (eLISA). [20] Также в разработке находится японская децигерцовая интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (DECIGO).

Научная ценность

Астрономия традиционно опиралась на электромагнитное излучение . Возникнув из видимого диапазона, по мере развития технологий стало возможным наблюдать другие части электромагнитного спектра , от радио до гамма-лучей . Каждый новый диапазон частот давал новый взгляд на Вселенную и возвещал о новых открытиях. [21] В течение 20-го века косвенные, а затем и прямые измерения высокоэнергетических массивных частиц открыли дополнительное окно в космос. В конце 20-го века обнаружение солнечных нейтрино основало область нейтринной астрономии , дав представление о ранее недоступных явлениях, таких как внутренняя работа Солнца . [ 22] [23] Наблюдение за гравитационными волнами предоставляет дополнительные средства для проведения астрофизических наблюдений.

Рассел Халс и Джозеф Тейлор были удостоены Нобелевской премии по физике 1993 года за то, что показали, что орбитальный распад пары нейтронных звезд, одна из которых является пульсаром, соответствует предсказаниям общей теории относительности о гравитационном излучении. [24] Впоследствии было обнаружено много других двойных пульсаров (включая одну двойную пульсарную систему ), и все они соответствовали предсказаниям гравитационных волн. [25] В 2017 году Нобелевская премия по физике была присуждена Райнеру Вайссу , Кипу Торну и Барри Баришу за их роль в первом обнаружении гравитационных волн. [26] [27] [28]

Гравитационные волны предоставляют дополнительную информацию к той, что предоставляется другими средствами. Объединяя наблюдения одного события, сделанные с помощью разных средств, можно получить более полное представление о свойствах источника. Это известно как многопосылочная астрономия . Гравитационные волны также могут использоваться для наблюдения за системами, которые невидимы (или почти не поддаются обнаружению) любыми другими средствами. Например, они предоставляют уникальный метод измерения свойств черных дыр.

Гравитационные волны могут испускаться многими системами, но для создания обнаруживаемых сигналов источник должен состоять из чрезвычайно массивных объектов, движущихся со скоростью, составляющей значительную часть скорости света . Основным источником является бинарный объект из двух компактных объектов . Примеры систем включают:

Помимо двоичных файлов, существуют и другие потенциальные источники:

Гравитационные волны взаимодействуют с материей лишь слабо. Это то, что делает их трудными для обнаружения. Это также означает, что они могут свободно перемещаться по Вселенной и не поглощаются и не рассеиваются , как электромагнитное излучение. Поэтому возможно увидеть центр плотных систем, таких как ядра сверхновых или Галактический центр . Также возможно увидеть дальше назад во времени, чем с помощью электромагнитного излучения, поскольку ранняя Вселенная была непрозрачна для света до рекомбинации , но прозрачна для гравитационных волн. [46]

Способность гравитационных волн свободно перемещаться через материю также означает, что детекторы гравитационных волн , в отличие от телескопов , не направлены на наблюдение за одним полем зрения , а наблюдают за всем небом. Детекторы более чувствительны в некоторых направлениях, чем в других, что является одной из причин, по которой выгодно иметь сеть детекторов. [47] Направленность также плохая из-за небольшого количества детекторов.

В космической инфляции

Космическая инфляция , предполагаемый период, когда Вселенная быстро расширялась в течение первых 10−36 секунд  после Большого взрыва , могла бы привести к возникновению гравитационных волн; это могло бы оставить характерный отпечаток в поляризации реликтового излучения. [48] [49]

Можно рассчитать свойства первичных гравитационных волн, измерив закономерности микроволнового излучения , и использовать эти расчеты, чтобы узнать больше о ранней Вселенной. [ как? ]

Разработка

Центр управления LIGO в Ханфорде

Будучи молодой областью исследований, гравитационно-волновая астрономия все еще находится в стадии развития; однако в астрофизическом сообществе существует консенсус относительно того, что эта область будет развиваться и станет устоявшимся компонентом многоканальной астрономии 21-го века . [50]

Гравитационно-волновые наблюдения дополняют наблюдения в электромагнитном спектре . [51] [50] Эти волны также обещают предоставить информацию способами, которые невозможны посредством обнаружения и анализа электромагнитных волн. Электромагнитные волны могут поглощаться и переизлучаться способами, которые затрудняют извлечение информации об источнике. Гравитационные волны, однако, лишь слабо взаимодействуют с материей, что означает, что они не рассеиваются и не поглощаются. Это должно позволить астрономам увидеть центр сверхновой, звездные туманности и даже сталкивающиеся ядра галактик новыми способами.

Наземные детекторы дали новую информацию о фазе спирали и слияниях двойных систем двух черных дыр звездной массы и слиянии двух нейтронных звезд . Они также могли бы обнаруживать сигналы от сверхновых с коллапсом ядра и от периодических источников, таких как пульсары с небольшими деформациями. Если есть правда в предположениях об определенных видах фазовых переходов или всплесках изгибов от длинных космических струн в очень ранней Вселенной (в космическое время около 10−25 секунд ), их также можно было бы обнаружить. [52] Космические детекторы, такие как LISA, должны обнаруживать такие объекты, как двойные системы, состоящие из двух белых карликов , и звезды AM CVn ( белый карлик, аккрецирующий вещество из своего двойного партнера, маломассивной гелиевой звезды), а также наблюдать слияния сверхмассивных черных дыр и слияние меньших объектов (от одной до тысячи солнечных масс ) в такие черные дыры. LISA также должна иметь возможность прослушивать те же источники из ранней Вселенной, что и наземные детекторы, но на еще более низких частотах и ​​с существенно большей чувствительностью. [53]

Обнаружение излучаемых гравитационных волн — сложная задача. Она требует сверхстабильных высококачественных лазеров и детекторов, откалиброванных с чувствительностью не менее 2·10−22 Гц  − 1/2, как показано на наземном детекторе GEO600. [54] Также было высказано предположение, что даже от крупных астрономических событий, таких как взрывы сверхновых, эти волны, вероятно, деградируют до вибраций размером с атомный диаметр. [55]

Точное определение местоположения источника гравитационных волн также является сложной задачей. Но отраженные волны посредством гравитационного линзирования в сочетании с машинным обучением могут сделать это проще и точнее. [56] Так же, как свет от сверхновой SN Refsdal был обнаружен во второй раз почти через год после ее первого обнаружения из-за гравитационного линзирования, направляющего часть света по другому пути через вселенную, тот же подход может быть использован для гравитационных волн. [57] Хотя все еще на ранней стадии, метод, похожий на триангуляцию, используемый мобильными телефонами для определения их местоположения по отношению к спутникам GPS, поможет астрономам отследить источник волн. [58]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Патрик Р. Брэди; Джолиен Д. Э. Крейтон (2003), «Астрономия гравитационных волн», Энциклопедия физической науки и технологии (3-е изд.), Academic Press, стр. 33–48
  2. ^ Рабинараян Суэйн; Приясмита Панда; Хена Прити Лима; Биджаялакшми Куанар; Бишваджит Далай (январь–февраль 2022 г.), «Гравитационные волны: обзор будущей астрономии», Международный журнал многопрофильных исследований и оценки роста , 3 (1): 38–50
  3. ^ Ротман, Тони (март 2018 г.). «Тайная история гравитационных волн — вопреки распространенному мнению, Эйнштейн не был первым, кто задумал гравитационные волны, но в конечном итоге он был первым, кто правильно понял концепцию». American Scientist . Архивировано из оригинала 20 марта 2024 г. . Получено 20 марта 2024 г. .
  4. ^ Мур, Кристофер; Коул, Роберт; Берри, Кристофер (19 июля 2013 г.). «Детекторы и источники гравитационных волн» . Получено 17 апреля 2014 г.
  5. ↑ Overbye, Dennis (11 февраля 2016 г.). «Физики обнаруживают гравитационные волны, доказывая правоту Эйнштейна». New York Times . Получено 11 февраля 2016 г.
  6. ^ Краусс, Лоуренс (11 февраля 2016 г.). «В поисках красоты во тьме». New York Times . Получено 11 февраля 2016 г.
  7. ^ Преториус, Франс (2005). "Эволюция бинарных черных дыр пространства-времени". Physical Review Letters . 95 (12): 121101. arXiv : gr-qc/0507014 . Bibcode : 2005PhRvL..95l1101P. doi : 10.1103/PhysRevLett.95.121101. ISSN  0031-9007. PMID  16197061. S2CID  24225193.
  8. ^ Кампанелли, М .; Лусто, КО ; Марронетти, П.; Злохауэр, И. (2006). «Точные эволюции орбитальных двойных черных дыр без вырезания». Physical Review Letters . 96 (11): 111101. arXiv : gr-qc/0511048 . Bibcode : 2006PhRvL..96k1101C. doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111101. ISSN  0031-9007. PMID  16605808. S2CID  5954627.
  9. ^ Бейкер, Джон Г.; Центрелла, Джоан ; Чой, Дэ-Ил; Коппиц, Майкл; ван Метер, Джеймс (2006). «Извлечение гравитационно-волн из спиральной конфигурации сливающихся черных дыр». Physical Review Letters . 96 (11): 111102. arXiv : gr-qc/0511103 . Bibcode : 2006PhRvL..96k1102B. doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111102. ISSN  0031-9007. PMID  16605809. S2CID  23409406.
  10. ^ Abbott, BP; Abbott, R.; Abbott, TD; Abernathy, MR; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P. (2016-02-11). "Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр". Physical Review Letters . 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. ISSN  0031-9007. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  11. ^ Sesana, A. (22 мая 2013 г.). «Систематическое исследование ожидаемого сигнала гравитационной волны от двойных сверхмассивных черных дыр в диапазоне синхронизации пульсаров». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters . 433 (1): L1–L5. arXiv : 1211.5375 . Bibcode :2013MNRAS.433L...1S. doi : 10.1093/mnrasl/slt034 . S2CID  11176297.
  12. ^ «IOPscience — В центре внимания 15-летний набор данных NANOGrav и гравитационно-волновой фон».
  13. ^ «Спустя 15 лет хронометраж пульсаров предоставил доказательства существования космического гравитационного волнового фона». 29 июня 2023 г.
  14. ^ О'Каллаган, Джонатан (28 июня 2023 г.). «Огромный гравитационный гул движется по Вселенной». quantamagazine.org . Астрономы обнаружили фоновый шум исключительно длинноволновых гравитационных волн, пронизывающих космос. Причина? Вероятно, столкновения сверхмассивных черных дыр, но нельзя исключать и более экзотические варианты.
  15. ^ Агази, Габриэлла; Анумарлапуди, Акаш; Арчибальд, Энн М.; Арзуманян, Завен; Бейкер, Пол Т.; Бекси, Бенс; Блеча, Лора; Брейзиер, Адам; Брук, Пол Р.; Берк-Сполаор, Сара; Бернетт, Рэнд; Кейс, Робин; Чариси, Мария; Чаттерджи, Шами; Чатзииоанну, Катерина (июнь 2023 г.). "Набор данных NANOGrav за 15 лет: доказательства гравитационно-волнового фона". The Astrophysical Journal Letters . 951 (1): L8. arXiv : 2306.16213 . Bibcode : 2023ApJ...951L...8A. doi : 10.3847/2041-8213/acdac6 . ISSN  2041-8205. S2CID  259274684.
  16. ^ Антониадис, Дж. (28 июня 2023 г.). «Второй выпуск данных от European Pulsar Timing Array». Астрономия и астрофизика . 678 : A50. arXiv : 2306.16214 . doi : 10.1051/0004-6361/202346844. S2CID  259274756.
  17. ^ Рирдон, Дэниел Дж.; Зик, Эндрю; Шеннон, Райан М.; Хоббс, Джордж Б.; Бейлс, Мэтью; Ди Марко, Валентина; Капур, Агастья; Роджерс, Эксл Ф.; Трейн, Эрик; Аскью, Джейкоб; Бхат, Н. Д. Рамеш; Кэмерон, Эндрю; Курило, Малгожата; Коулз, Уильям А.; Дай, Ши (29.06.2023). "Поиск изотропного гравитационно-волнового фона с помощью массива пульсаров Паркса". Письма в Astrophysical Journal . 951 (1): L6. arXiv : 2306.16215 . Bibcode : 2023ApJ...951L...6R. doi : 10.3847/2041-8213/acdd02 . ISSN  2041-8205. S2CID  259275121.
  18. ^ Сюй, Хэн; Чен, Сиюань; Го, Яньцзюнь; Цзян, Цзиньчэнь; Ван, Боджун; Сюй, Цзянвэй; Сюэ, Зихан; Николас Кабальеро, Р.; Юань, Цзяньпин; Сюй, Юнхуа; Ван, Цзинбо; Хао, Лунфэй; Ло, Цзинтао; Ли, Кеджия; Хан, Цзиньлинь (29 июня 2023 г.). «Поиск фона стохастической гравитационной волны наногерца с помощью данных временной матрицы китайских пульсаров, выпуск I». Исследования в области астрономии и астрофизики . 23 (7): 075024. arXiv : 2306.16216 . Бибкод : 2023RAA....23g5024X. doi : 10.1088/1674-4527/acdfa5. ISSN  1674-4527. S2CID  259274998.
  19. ^ О'Каллаган, Джонатан (4 августа 2023 г.). «Фоновый „гул“ пронизывает Вселенную. Ученые спешат найти его источник». scientificamerican.com . Получено 5 августа 2023 г. . Теперь астрономы пытаются определить происхождение захватывающей новой формы гравитационных волн, о которой было объявлено ранее в этом году.
  20. ^ "Новое видение ЕКА по изучению невидимой вселенной". ЕКА . Получено 29 ноября 2013 г.
  21. ^ Лонгэр, Малкольм (2012). Космический век: история астрофизики и космологии . Cambridge University Press. ISBN 978-1107669369.
  22. ^ Бахколл, Джон Н. (1989). Neutrino Astrophysics (переиздание). Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 978-0521379755.
  23. ^ Бэколл, Джон (9 июня 2000 г.). «Как светит солнце». Нобелевская премия . Получено 10 мая 2014 г.
  24. ^ "Нобелевская премия по физике 1993 года". Нобелевский фонд . Получено 2014-05-03 .
  25. ^ Stairs, Ingrid H. (2003). "Testing General Relativity with Pulsar Timing". Living Reviews in Relativity . 6 (1): 5. arXiv : astro-ph/0307536 . Bibcode : 2003LRR.....6....5S. doi : 10.12942/lrr-2003-5 . PMC 5253800. PMID  28163640 . 
  26. ^ Ринкон, Пол; Амос, Джонатан (3 октября 2017 г.). «Волны Эйнштейна получили Нобелевскую премию». BBC News . Получено 3 октября 2017 г.
  27. ↑ Овербай, Деннис (3 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физике 2017 года присуждена исследователям черной дыры LIGO». The New York Times . Получено 3 октября 2017 г.
  28. ^ Кайзер, Дэвид (3 октября 2017 г.). «Изучение гравитационных волн». The New York Times . Получено 3 октября 2017 г.
  29. ^ Nelemans, Gijs (7 мая 2009 г.). "Галактическая гравитационная волна на переднем плане". Классическая и квантовая гравитация . 26 (9): 094030. arXiv : 0901.1778 . Bibcode : 2009CQGra..26i4030N. doi : 10.1088/0264-9381/26/9/094030. S2CID  11275836.
  30. ^ Stroeer, A; Vecchio, A (7 октября 2006 г.). «Проверочные двоичные файлы LISA». Classical and Quantum Gravity . 23 (19): S809–S817. arXiv : astro-ph/0605227 . Bibcode : 2006CQGra..23S.809S. doi : 10.1088/0264-9381/23/19/S19. S2CID  9338900.
  31. ^ Абади, Дж. и др. (7 сентября 2010 г.). «Предсказания скоростей компактных бинарных слияний, наблюдаемых наземными гравитационно-волновыми детекторами». Классическая и квантовая гравитация . 27 (17): 173001. arXiv : 1003.2480 . Bibcode : 2010CQGra..27q3001A. doi : 10.1088/0264-9381/27/17/173001. S2CID  15200690.
  32. ^ "Измерение двойных черных дыр средней массы с помощью усовершенствованных детекторов гравитационных волн". Gravitational Physics Group . University of Birmingham . Получено 28 ноября 2015 г.
  33. ^ "Наблюдение невидимых столкновений черных дыр промежуточной массы". Научное сотрудничество LIGO . Получено 28 ноября 2015 г.
  34. ^ Volonteri, Marta; Haardt, Francesco; Madau, Piero (10 января 2003 г.). «История сборки и слияния сверхмассивных черных дыр в иерархических моделях формирования галактик». The Astrophysical Journal . 582 (2): 559–573. arXiv : astro-ph/0207276 . Bibcode :2003ApJ...582..559V. doi :10.1086/344675. S2CID  2384554.
  35. ^ Sesana, A.; Vecchio, A.; Colacino, CN (11 октября 2008 г.). «Стохастический гравитационно-волновой фон от двойных систем массивных черных дыр: последствия для наблюдений с помощью Pulsar Timing Arrays». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 390 (1): 192–209. arXiv : 0804.4476 . Bibcode : 2008MNRAS.390..192S. doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13682.x . S2CID  18929126.
  36. ^ аб Амаро-Сеоан, По; Аудия, Софиан; Бабак, Станислав; Бинетруи, Пьер; Берти, Эмануэле; Боэ, Алехандро; Каприни, Кьяра; Колпи, Моника; Корниш, Нил Дж.; Данцманн, Карстен; Дюфо, Жан-Франсуа; Гейр, Джонатан; Дженнрих, Оливер; Джетцер, Филипп; Кляйн, Антуан; Ланг, Райан Н.; Лобо, Альберто; Литтенберг, Тайсон; Маквильямс, Шон Т.; Нелеманс, Гийс; Петито, Антуан; Портер, Эдвард К.; Шютц, Бернард Ф.; Сесана, Альберто; Стеббинс, Робин; Самнер, Тим; Валлиснери, Микеле; Витале, Стефано; Волонтери, Марта; Уорд, Генри (21 июня 2012 г.). "Низкочастотная гравитационно-волновая наука с eLISA/NGO". Классическая и квантовая гравитация . 29 (12): 124016. arXiv : 1202.0839 . Bibcode : 2012CQGra..29l4016A. doi : 10.1088/ 0264-9381/29/12/124016. S2CID  54822413.
  37. ^ Amaro-Seoane, P. (май 2012 г.). "Звездная динамика и экстремальные соотношения масс". Living Reviews in Relativity . 21 (1): 4. arXiv : 1205.5240 . Bibcode :2018LRR....21....4A. doi :10.1007/s41114-018-0013-8. PMC 5954169 . PMID  29780279. 
  38. ^ Берри, CPL; Гейр, JR (12 декабря 2012 г.). «Наблюдение за массивной черной дырой Галактики с помощью всплесков гравитационных волн». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 429 (1): 589–612. arXiv : 1210.2778 . Bibcode : 2013MNRAS.429..589B. doi : 10.1093/mnras/sts360 . S2CID  118944979.
  39. ^ Амаро-Сеоан, Пау; Гейр, Джонатан Р.; Фрейтаг, Марк; Миллер, М. Коулман; Мандель, Илья; Катлер, Курт Дж.; Бабак, Станислав (7 сентября 2007 г.). «Спиральные объекты с промежуточным и экстремальным отношением масс — астрофизика, научные приложения и обнаружение с использованием LISA». Классическая и квантовая гравитация . 24 (17): R113–R169. arXiv : astro-ph/0703495 . Bibcode : 2007CQGra..24R.113A. doi : 10.1088/0264-9381/24/17/R01. S2CID  37683679.
  40. ^ Гейр, Джонатан; Валлиснери, Мишель; Ларсон, Шейн Л.; Бейкер, Джон Г. (2013). «Проверка общей теории относительности с помощью низкочастотных космических детекторов гравитационных волн». Living Reviews in Relativity . 16 (1): 7. arXiv : 1212.5575 . Bibcode : 2013LRR....16....7G. doi : 10.12942/lrr-2013-7 . PMC 5255528. PMID  28163624 . 
  41. ^ Котаке, Кей; Сато, Кацухико ; Такахаши, Кейтаро (1 апреля 2006 г.). «Механизм взрыва, нейтринный всплеск и гравитационная волна в сверхновых с коллапсом ядра». Reports on Progress in Physics . 69 (4): 971–1143. arXiv : astro-ph/0509456 . Bibcode : 2006RPPh...69..971K. doi : 10.1088/0034-4885/69/4/R03. S2CID  119103628.
  42. ^ Эбботт, Б.; и др. (2007). "Поиски периодических гравитационных волн из неизвестных изолированных источников и Скорпиона X-1: результаты второго научного запуска LIGO". Physical Review D. 76 ( 8): 082001. arXiv : gr-qc/0605028 . Bibcode : 2007PhRvD..76h2001A. doi : 10.1103/PhysRevD.76.082001. S2CID  209843313.
  43. ^ "Поиск самых молодых нейтронных звезд в галактике". Научное сотрудничество LIGO . Получено 28 ноября 2015 г.
  44. ^ Бинетрюи, Пьер; Боэ, Алехандро; Каприни, Кьяра; Дюфо, Жан-Франсуа (13 июня 2012 г.). «Космологические фоны гравитационных волн и eLISA/NGO: фазовые переходы, космические струны и другие источники». Журнал космологии и астрочастичной физики . 2012 (6): 027. arXiv : 1201.0983 . Bibcode : 2012JCAP...06..027B. doi : 10.1088/1475-7516/2012/06/027. S2CID  119184947.
  45. ^ Дамур, Тибо; Виленкин, Александр (2005). «Гравитационное излучение космических (супер)струн: всплески, стохастический фон и окна наблюдения». Physical Review D. 71 ( 6): 063510. arXiv : hep-th/0410222 . Bibcode : 2005PhRvD..71f3510D. doi : 10.1103/PhysRevD.71.063510. S2CID  119020643.
  46. ^ Мак, Кэти (2017-06-12). «Черные дыры, космические столкновения и рябь пространства-времени». Scientific American (блоги) .
  47. ^ Шутц, Бернард Ф. (21 июня 2011 г.). «Сети детекторов гравитационных волн и три показателя качества». Классическая и квантовая гравитация . 28 (12): 125023. arXiv : 1102.5421 . Bibcode : 2011CQGra..28l5023S. doi : 10.1088/0264-9381/28/12/125023. S2CID  119247573.
  48. ^ Ху, Уэйн; Уайт, Мартин (1997). «Учебник по поляризации реликтового излучения». Новая астрономия . 2 (4): 323–344. arXiv : astro-ph/9706147 . Bibcode : 1997NewA....2..323H. doi : 10.1016/S1384-1076(97)00022-5. S2CID  11977065.
  49. ^ Камионковски, Марк; Стеббинс, Альберт; Стеббинс, Альберт (1997). «Статистика поляризации космического микроволнового фона». Physical Review D. 55 ( 12): 7368–7388. arXiv : astro-ph/9611125 . Bibcode : 1997PhRvD..55.7368K. doi : 10.1103/PhysRevD.55.7368. S2CID  14018215.
  50. ^ ab "ПЛАНИРОВАНИЕ СВЕЖЕГО ЗАВТРА: ПЕРСПЕКТИВЫ ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВОЙ АСТРОНОМИИ С ADVANCED LIGO И ADVANCED VIRGO". Научное сотрудничество LIGO . Получено 31 декабря 2015 г.
  51. ^ Прайс, Ларри (сентябрь 2015 г.). «В поисках послесвечения: перспектива LIGO» (PDF) . Журнал LIGO (7): 10. Получено 28 ноября 2015 г.
  52. ↑ См. Cutler & Thorne 2002, раздел 2.
  53. ↑ См. Cutler & Thorne 2002, раздел 3.
  54. ^ См. Seifert F., et al. 2006, раздел 5.
  55. ↑ См . Golm & Potsdam 2013, раздел 4.
  56. ^ С Эйнштейном на кривых путях
  57. ^ Мы впервые услышим эхо в ткани пространства.
  58. ^ Гравитационные линзы могут определять слияния черных дыр с беспрецедентной точностью

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки