Гравитационные волны
Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс. Математически связаны с возмущением метрики пространства-времени и могут быть описаны как «рябь пространства-времени».рябь(мальенкие волны) в ткани пространства-времени, вызванная ускоренными массами, особенно при катастрофических космических событиях. Их существование было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1916 году в рамках общей теории относительности, но их экспериментальное подтверждение стало возможным только в XXI веке.
Обнаружение гравитационных волн
Гравитационные волны предсказываются общей теорией относительности. Впервые они были непосредственно обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), на которых были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие, вероятно, в результате слияния двух чёрных дыр и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры. Косвенные свидетельства их существования были известны с 1970-х годов общая теория отнасительности предсказывает совпадающие с наблюдениями темпы сближения тесных систем двойных звёзд за счёт потери энергии на излучение гравитационных волн. Прямая регистрация гравитационных волн и их использование для определения параметров астрофизических процессов является важной задачей современной физики и астрономии.
Свойства гравитационных волн
Гравитационные волны имеют несколько ключевых характеристик: слабое взаимодействие с материей – они проходят сквозь объекты, практически не изменяясь. длины волн варьируются от тысяч до миллионов километров; два поляризационных состояния – "плюс" и "крест"; амплитуда уменьшается с расстоянием от источника, что делает их детектирование сложным.
Источники гравитационных волн
Основные источники гравитационных волн включают слияние черных дыр, которые являются наиболее мощными событиями, порождающими сильные гравитационные волны, слияние нейтронных звезд, что может сопровождаться гамма-всплесками и приводить к образованию тяжелых элементов, сверхновые взрывы – коллапс массивной звезды также способен порождать гравитационные волны, и первичные гравитационные волны – возможные реликтовые волны, оставшиеся с эпохи Большого взрыва.
Значение для астрофизики
Гравитационные волны открывают новые возможности для изучения Вселенной. Теперь ученые могут исследовать объекты, невидимые в электромагнитном спектре. Их изучение позволяет проверять общую теорию относительности, измеряя параметры волн, а также исследовать свойства черных дыр и нейтронных звезд. Будущие детекторы, такие как LISA, могут выявить гравитационные волны, возникшие вскоре после Большого взрыва, что поможет изучать раннюю Вселенную.
Заключение
Обнаружение гравитационных волн стало одним из величайших достижений современной науки. Оно открыло новый метод исследования Вселенной и подтвердило фундаментальные физические теории. Дальнейшее развитие технологий детектирования гравитационных волн обещает революционные открытия в области астрофизики и космологии.
1.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B
2. "Gravitational Waves: Theory and Experiments", https://inspirehep.net/literature/1475665