Гравитационные волны оставляют доступные для измерений «следы», выяснили физики
AstroNews.ru - 12 Мая 2019 13:16:45
Гравитационные волны, впервые обнаруженные в 2016 г., дают новый метод получения знаний о Вселенной, который позволит понять эволюцию нашего мира, начиная от Большого взрыва и вплоть до более поздних событий, происходящих в центрах галактик.
И хотя детектор Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) стоимостью в миллиарды долларов следит за гравитационно-волновыми событиями в режиме 24/7, в новом исследовании ученые показывают, что проходящие гравитационные волны оставляют за собой множество «воспоминаний», которые могут помочь обнаружить их даже после прохождения.
«То, что гравитационные волны могут оставить после прохождения длительные изменения состояния детектора, является одним из весьма необычных прогнозов Общей теории относительности», - сказал Александр Грант (Alexander Grant), главный автор новой научно-исследовательской работы.
Физикам уже давно известно, что гравитационные волны при прохождении изменяют состояние частиц, находящихся у них на пути. До настоящего времен ученые идентифицировали пять разновидностей таких длительно сохраняющихся изменений. В своей работе Грант и коллеги обнаруживают еще три разновидности изменений, происходящих при прохождении гравитационной волны, «устойчивые гравитационно-волновые наблюдаемые» (persistent gravitational wave observables), которые могут однажды помочь идентифицировать волны, проходящие сквозь Вселенную. Первую из этих наблюдаемых ученые называют отклонением кривой (curve deviation, показывает, насколько далеко разойдутся между собой два наблюдателя, ускоряющихся соответственно в зоне распространения гравитационной волны и в «плоском» пространстве-времени), вторую – голономией (получается при сравнении результатов измерений параметров переноса информации о линейном и угловом моментах частицы вдоль двух различных кривых в зоне распространения гравитационной волны), а третья наблюдаемая связана с влиянием гравитационных волн на относительное расположение двух частиц, когда одна из частиц имеет характеристический спин.
Каждая из этих наблюдаемых определена в данном исследовании таким образом, что ее измерение возможно осуществить при помощи детектора. Процедуры определения отклонения кривой и наблюдаемой, связанной с вращением частиц, довольно просты, говорят исследователи, и сводятся лишь к «измерениям расстояний и ускорений, получаемых наблюдателями». Определение голономии представляется более сложным и пока недостижимо для современной науки, отмечают Грант и его команда.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.