Naujos viltys gravitacinių bangų stebėjimams (0)

2011-06-06

Mokslininkams nepavyksta gauti tiesioginio gravitacinių bangų egzistavimo įrodymo. Tačiau naujajame tyrime buvo pasiūlyta būsimoje gravitacinių bangų matavimo sistemoje, kurioje detektoriai išdėstyti Japonijoje, Australijoje ir Indijoje, pridėti dar vieną detektorių. Manoma, kad tai stipriai padidintų gravitacinių bangų registravimo tikimybę.

Straipsnyje, atspausdintame „Classical and Quantum Gravity“ žurnale, profesorius Bernardas Šutcas (Bernard Schutz), dirbantis Alberto Einšteino universitete, Vokietijoje, parodė, kad papildomo detektoriaus pridėjimas padidintų daugiau kaip du kartus gravitacinių bangų registravimo tikimybę ir dvigubai padidintų stebimos dangaus srities plotą.

Praėjusiais metais buvo apskaičiuota, kad 2016 metais planuojamas įrengti keturių detektorių tinklas vidutiniškai galės registruoti apie keturiasdešimt neutroninių žvaigždžių susijungimo atvejų per metus stebint gravitacines bangas, kurios atsiranda susijungus žvaigždėms. Panaudojus kompiuterinę analizę, buvo parodyta, kad, atlikus koherentinę duomenų analizę, toks detektorių tinklas teoriškai galėtų registruoti apie šimtą šešiasdešimt susijungimo atvejų per metus.

Trijų naujų detektorių pridėjimas leistų registruoti apie tris šimtus septyniasdešimt atvejų per metus. Registravimo dydis galėtų būti padidintas iki penkių šimtų atvejų po kelių metų tinklo veikimo.

Šie detektoriai tikriausiai registruotų gravitacines bangas, kurios atsiranda dviems žvaigždėms ar dviems juodosioms skylėms besisukant apie bendrą masės centrą. Kampinis pagreitis sukuria erdvės ir laiko iškreivinimą, kuris žinomas gravitacinių bangų pavadinimu. Erdvės iškreivinimas sklinda erdve kaip vandens bangos ežere įmetus į jį akmenuką.

Profesorius Šutcas pasakė, kad „gaunamas efektas, pastačius papildomus naujus detektorius, yra žymiai didesnis nei, santykinai, pastatymui reikalingos papildomos lėšos. Net pervežus esamą LIGO detektorių į Australiją, galima gauti nuo dviejų iki keturių kartų didesnį registravimo dažnį. Tai taip pat stipriai pagerintų gravitacinių bangų krypties nustatymo informaciją.“

„Naujasis detektorius, kurio statymas Japonijoje patvirtintas praeitais metais, pagerintų matavimų jautrumą ir patikimumą bei stipriai padidintų matuojamo dangaus plotą. Tai ne tik padėtų būti labiau užtikrintiems dėl matavimų patikimumo, tačiau galėtume tirti neutronines žvaigždes bei gama spindulių pliūpsnius. Šios informacijos neįmanoma gauti kitais būdais.“

Einšteino bendroji reliatyvumo teorija aprašo kaip objektai turintys masę iškreipia erdvę ir laiką. Erdvės ir laiko iškreivinimą galima įsivaizduoti tokiu paprastu pavyzdžiu – ant ištemptos laikomos staltiesės padėti futbolo kamuolį. Staltiesė po futbolo kamuoliu išsikreivins panašiai kaip ir erdvėlaikis iškreivinamas masę turinčio objekto.

Panašiai kaip ir bangos sklindančios ežere netenka savo intensyvumo, taip ir erdvėlaikio iškreivinimas, kurį kuria su pagreičiu judantys kūnai, po truputį silpsta tolstant nuo šaltinio. Todėl gravitacinėms bangoms pasiekus Žemę jas yra sudėtinga registruoti.

„Mano nuomone, gravitacinių bangų matavimai atveria naujas Visatos tyrimo galimybes, – pažymėjo profesorius Šutcas. – Tikimės, kad gravitacinių bangų, atsirandančių po dviejų juodųjų skylių susidūrimo, registravimo dažnis bus didelis. Tokios bangos pasižymės ypatingomis ir aiškiomis savybėmis. Kadangi juodosios skylės spinduliuoja tik gravitacines bangas, tai mes galėtume pirmą kartą tiesiogiai stebėti juodąsias skyles.“

„Be to, gravitacinės bangos pasižymi didele prasiskverbimo galia. Jų stebėjimas leis gauti informaciją tiesiogiai iš sistemų, susijusių su supernovų sprogimu, gama spindulių pliūpsniais. Bus galima stebėti daugelį kitų sistemų nematomų kitais metodais.“

Šiuo metu egzistuoja keturi detektoriai, kurie neseniai buvo patobulinti, kad turėtų pakankamą jautrumą gravitacinėms bangoms matuoti. Trys iš šių detektorių yra LIGO projekto dalis. Du detektoriai yra Hanforde, Vašingtone, ir vienas – Livingstone, Luizianoje. Kitas detektorius, kuris pastatytas Italijoje, yra VIRGO projekto dalis. Šiuo metu prasideda naujo papildomo detektoriaus statyba Japonijoje. Egzistuoja pasiūlymų tobulinti detektorius Australijoje ir Indijoje. Netgi buvo pasiūlyta pervežti vieną iš Hanfordo detektorių į Australiją.

Bendras britų ir vokiečių detektorius, esantis netoli Hanoverio, Vokietijoje, pavadintas GEO600 vardu, pradės gravitacinių bangų stebėjimus šią vasarą, kol LIGO ir VIRGO detektoriai vėl atnaujins savo veiklą.

Aut. teisės: MokslasPlius

(1)
(0)
(1)

Komentarai (0)