новости космоса
56836 42
18 мая 2023 22:41:57

Магнитосфера Земли может быть использована в качестве обсерватории гравитационных волн

Одна из задач гравитационно-волновой астрономии - расширить свои возможности за пределы наблюдений за слияниями звездных масс. При столкновении двух черных дыр или нейтронных звезд выделяется огромное количество гравитационной энергии, но даже ее трудно обнаружить. Гравитационные волны не имеют сильной связи с большинством материи, поэтому для их наблюдения требуется огромное количество чувствительных приборов. Но нам это удается все лучше, и есть несколько предложений, которые надеются продвинуть наши наблюдения еще дальше. Одним из примеров этого является недавнее исследование, в котором рассматривается использование магнитосфер Земли и Юпитера.

Наблюдение высокочастотных гравитационных волн является одним из святых граалей гравитационно-волновой астрономии. Согласно стандартной модели космологии, эти высокочастотные волны должны были возникнуть в ранний период большого взрыва, в частности, в результате инфляционного периода. Таким образом, они могли бы предоставить подробные свидетельства как ранней инфляции, так и космической эволюции. Но в настоящее время эти гравитационные волны слишком слабы и случайны, чтобы их можно было отличить от фонового шума.

Поэтому в новой работе рассматривается возможность их косвенного наблюдения. Хотя высокочастотные гравитационные волны слабы, они взаимодействуют с материалом, через который проходят, сжимая и слегка изгибая его. Это относится не только к материи, но и к магнитным полям. Когда гравитационная волна проходит через магнитное поле, сжатие и изгиб смещают магнитное поле, что может привести к появлению фотонов. Поэтому команда задалась вопросом, как это может происходить при прохождении через достаточно сильные магнитные поля, такие как магнитосферы Земли и Юпитера.

И Земля, и Юпитер обладают мощными магнитосферами. Магнитосфера Земли - это часть причины, по которой мы защищены от таких явлений, как солнечные вспышки. Команда рассчитала спектр и интенсивность фотонов, которые могут быть произведены магнитосферами Земли и Юпитера, и результаты оказались обнадеживающими. На самом деле, нынешние спутники Земли потенциально могут улавливать некоторые из этих фотонов, как и космический аппарат Juno, вращающийся вокруг Юпитера. Но поскольку эти космические аппараты никогда не были предназначены для наблюдения за такими вещами, у них нет возможности отличить сигналы от фонового радиошума.

Однако исследование показывает, что наблюдение за эффектами высокочастотных гравитационных волн может быть возможным. Если мы запустим специально разработанные космические аппараты на орбиту вокруг Земли и Юпитера, мы сможем обнаружить фотоны, вызванные гравитацией. Более того, объединив наблюдения с Земли и Юпитера, астрономы смогут точно определить источники гравитационных волн, так как между обнаружением на Земле и Юпитере существует временная задержка.

Это захватывающее время для астрономов, изучающих гравитационные волны. Эта область все еще находится в зачаточном состоянии, но она быстро развивается. И такие исследования, как это, показывают, что мы даже не приблизились к пределам того, что мы можем когда-нибудь наблюдать.


(Добавил: AndromedO)

комментарии
1
3756 · 18-05-2023

Дык! А не лучше создать искусственное магнитное поле большой напряженности?

2
3756 · 18-05-2023

Дык! А не лучше создать искусственное магнитное поле большой напряженности?

3
Leonid3190 · 18-05-2023

37, дребезг мыши?, пора менять!
Создать-то можно, а вот жить в таком поле нельзя, и кровь будет в сторону давить, да и мысли (передача возбуждения по нервным клеткам ионная) начнут разбегаться :-)))

4
viktorchibis92 · 19-05-2023

«мысли (передача ионов по нервным клеткам) начнут разбегаться» - «хорошая» перспектива. Хотя, и при НУ многие не могут собрать свои мысли в правильном направлении.
Я вот, например, до сих пор не могу понять, что имел в виду Эйнштейн, предсказывая ГВ, как следствие своих уравнений ОТО. Во-первых, никаких математических уравнений ГВ нет. Их «основа» — это чисто мысленная физическая модель, что при вращении двух тел, или резком изменении массы объекта, будет происходить перестройка пресловутого «искривления пространства-времени», что и преподносят нам, как ГВ. Но извините, искривление пространства-времени порождает гравитацию, вектор которой и по Ньютону, и по ОТО направлен в продольном направлении. А ГВ, на практике, измеряются в поперечном направлении на источник. Есть о чём задуматься.
Хотя для меня (по КСТ) здесь никакого парадокса нет, я неоднократно писал об этом. Гравитация – это интеграл взаимодействия силовых линий электрических и магнитных (полей по Моссотии и Целльнер) или диполей (по КСТ), а на большом расстоянии преобладают как раз тангенциальные СЛ диполей. Но дело даже не в этом. Физически, например разрыв бублика ЧД, это кратковременная перераспределение энергии связанных электрических и магнитных вихрей в энергию, на первых порах, радиальных силовых линий МП (та самая сверхскоростная инфляция), которые постепенно загибаются в тангенциальном направлении. Это и есть модель БВ, и те самые первичные ГВ. Получается, что авторы предлагают измерять взаимодействие одного МП с другими МП. Кстати, остатки этого реликтового МП уже косвенно измерены по отклонению (пропаже) низкоэнергетических гамма-квантов от квазаров в войдах. Измерение ГВ от «танцующих» друг вокруг друга двух ЧД или НЗ конечно более экзотический вариант. Но, по сути, это те же силовые линии МП, заплетенные в более сложную топологию. И измерять их надо магнитометрами, а не «чугунными болванками», как в современных детекторах ГВ. Не уверен, что МП Земли или Юпитера лучший вариант таких магнетометров, тем более в варианте «когда гравитационная волна проходит через магнитное поле, сжатие и изгиб смещают магнитное поле, что может привести к появлению фотонов». Закручивание силовых линий МП (цепочек корпускул) в вихри фотонов экспериментально вроде доказано (при пролетном столкновении виртуальных шуб протонов в коллайдерах). Но применительно к взаимодействию МП-ГВ и МП-планеты — это очень тонкий и неоднозначный эксперимент. Я бы отдал предпочтение проекту создания сети СКВИД- или SERF-магнитометров (обещали же такой вариант). Только, в идеале, делать его надо на Луне, где МП значительно слабее.

5
Teddy92 · 19-05-2023

Не ешьте на ночь жирное. Тогда такие страшные кошмары не будут сниться.

6
waitanswer25 · 19-05-2023

А чёй-то так мелко то? Земля, Юпитер. Не пора ли, друзья мои, нам замахнуться на магнитное поле, понимаете, нашего солнышка? И антеннка получается в размер длин волн и мощность хорошая и вдобавок рядом всё.

7
Leonid3190 · 19-05-2023

".. Во-первых, никаких математических уравнений ГВ нет .." (с)viktorchibis
Два гравитационно связанных тела с массами M1 и M2, движущиеся не релятивистски (v << c) по круговым орбитам вокруг их общего центра масс на расстоянии R друг от друга, излучают гравитационные волны следующей мощности, в среднем за период:
-dE/dt = 32*G^4*M1^2*M2^2*(M1 + M2)/(5*C^5*R^5) или = 5,241E-83*M1^2*M2^2*(M1 + M2)/R^5
Считайте на здоровье :-)))
Отсюда скорость сближения тел за счёт генерации гравитационных волн:
R = 64*G^3*M1*M2*(M1 + M2)/(5*C^5*R^3)
С релятивистскими скоростями формула здесь не помещается :-)))

8
Teddy92 · 19-05-2023

С Солнышком проблема с засветкой.

9
Teddy92 · 19-05-2023

Leonid3, вы сильно упрощаете. На самом деле решением для тензора энергии-импульса гравитационной волны будет

где G(R) - функция Грина.

10
Leonid3190 · 19-05-2023

Teddy, вы не увидели границы применения -- (v << c).
Кстати, не подскажете что это за значок: "∫" ?
:-)))

11
viktorchibis92 · 19-05-2023

Leonid, каюсь, немного перегнул, я имел в виду математику, подкреплённую физикой. В Ваших уравнениях определённая доля физики есть – это переход потенциальной энергии в кинетическую, плюс некая добавка, вернее потеря, на «искривление пространства-времени». Но это справедливо для случая двух тел. А что Вы можете предложить для одного тела с какой-нибудь его трансформацией?

12
3756 · 19-05-2023

А че собственно: Если гравитационные это «рябь» пространства, то естественно, что постоянное магнитное поле сталкиваясь с ними, тоже испытывает колебания и - образуются электромагнитные волны.
Юпитер тут, конечно, не подойдет - слишком много помех, слишком много постороннего, слишком неоднородно, мала напряженность.
Я даже вообще не представляю, как правильно поставить этот эксперимент.
Это где-нибудь в Армении под горой Арарат (там, где красный виноград!!) - там надо вырыть тоннель, по концам установить огромные сверхпроводящие соленоиды, дать глубокий вакуум и сидеть ждать, когда там че-то мигать начнет.
Причем нет уверенности, что космические лучи и остатки воздуха не испортят картину.

13
viktorchibis92 · 19-05-2023

Арарат находится в Турции. А с турками могут возникнуть проблемы.

14
Teddy92 · 19-05-2023

(v<<с)
Хотел бы я посмотреть на гравитационную волну, которая движется так медленно.

15
Leonid3190 · 19-05-2023

viktorchibis, от одного тела никакого толка :-) Даже коллапс в ЧД или нейтронную звезду гравитационных всплесков не вызывает, иначе из множества таких событий некоторые были зарегистрированы на существующих установках.
"Один, даже если очень важный
Не поднимет простое пятивершковое бревно
Тем более дом пятиэтажный!"

16
Teddy92 · 19-05-2023

Более того, частота при коллапсе двух дыр порядка 30 - 300 герц. Вот такие фотоны.

17
Teddy92 · 19-05-2023

Для одного тела (взрыв сверхновой) частота такова, что длина волны порядка астрономической единицы и амплитуда далеко за границами чувствительности LIGO & Co

18
viktorchibis92 · 19-05-2023

Leonid (ком.15), что-то тут не срастается. Если с объектом происходит катастрофическая трансформация, уносящая значительную часть его массы в виде излучения со световой (ЭМИ + нейтрино) или сверхсветовой скоростью (МП), то должен произойти скачок гравитационного поля, порождающий гравитационную волну. Закон сохранения, как не крути. Хотя, недавно прочитал, что законы сохранения в ОТО не соблюдаются. Кто бы мог подумать.

19
itatel117 · 19-05-2023


Магнитное поле Земли не постоянно из-за солнечной и космической активности - что будет регистрироваться на фоне большого шума?

20
Leonid3190 · 19-05-2023

viktorchibis, при взрыве сверхновой на нейтрино и фотоны приходится ноль целых ноль десятых процента массы, 40--60% разлетаются практически шариком со скоростью 1000--3000 км/сек, так что перепада массы действующей на нас не дождётесь, даже если взорвётся Бетельгейзе.
Сам коллапс ядра радиусом 20--30 тысяч км массой несколько солнечных при начальном ускорении около тысячи км/сек^2 длится десяток секунд, но никак не 8 минут (1 а.е.) и длина гипотетической гравитационной волны (единичного всплеска) не более 3 млн км.

21
Teddy92 · 19-05-2023

Leonid3, не соглашусь с вами. Просто в теме "стандартных свечей" (сверхновые типа Iа) одним из факторов, которые нарушают их стандартность упоминается как раз анизотропный коллапс и соответственный разлет осколков. Там топливо прогорает неравномерно по объему и далее ...
Кроме того, см. к. 17. Это я не выдумал, это выжимка из статьи.

22
Leonid3190 · 19-05-2023

Teddy, вы говорите о белом карлике, а я о Бетельгейзе, хотя, конечно, и они бывают ассиметричны :-)

23
viktorchibis92 · 20-05-2023

Все наши дискуссии о ГВ от СН имели бы смысл при работающих детекторах ГВ. Кстати, Teddy, май заканчивается, где возобновление работы LIGO и Ко? В прошлой жизни что-то они ни одного взрыва СН не зафиксировали, хотя они происходят чуть ли не каждый день.
Другой вопрос – БВ. Там масса «супер-сингулярности» сдувается до нуля, вся переходит в энергию МП. Вот там супер-ГВ д.б. обязательно. С другой стороны, если мы близко к центру БВ, то ГВ ушла от нас. Интересно – ГВ возвращаются?

24
Leonid3190 · 20-05-2023

"Иногда они возвращаются" Автор С. Кинг
viktorchibis, у вселенной нет окончания, отразиться не от чего :-)))

25
viktorchibis92 · 20-05-2023

Leonid (к.24), я с Вами абсолютно согласен. Мой вопрос был проверочным самого себя.

26
Cancer23 · 20-05-2023

"у вселенной нет окончания".
Встречал такую странную формулировку: Вселенная конечна, но безгранична. Путешественник, летящий всё время вперёд, вернется в ту же точку, откуда вылетел,:если Вселенная -:сфероид.

27
Teddy92 · 20-05-2023

Вселенная конечна по времени, но безгранична в пространстве.

28
Teddy92 · 20-05-2023

"" LIGO и Ко? В прошлой жизни что-то они ни одного взрыва СН не зафиксировали"
См. К. 17

29
Teddy92 · 20-05-2023

"если мы близко к центру БВ, то ГВ ушла от нас"
Нет центра у БВ. ГВ от БВ приходят со всех сторон. Если теория БВ верна.

30
viktorchibis92 · 21-05-2023

«ГВ от БВ приходят со всех сторон» - Teddy (точка зрения ОФ).
.
Leonid, а интересно, если «поток» МП по мере своего распространения от точки БВ (лопнувшей «сингулярности») рождает симплы (облако протоплазмы Вселенной), т.е. образуется всё новая и новая масса, то это ведь тоже гравитационный скачок, который должен порождать свои ГВ. С учетом скорости МП = 3,14*с, если мы сумеем регистрировать эти ГВ, они принесут нам информацию о процессе образования симплов с расстояния в 3,14 раз дальше области Вселенной, где рождается регистрируемое нами излучение МВФ (РИ).

31
Leonid3190 · 21-05-2023

А если бы у моей бабушки был бы ..., ой, не так, было бы то, чего у ней не было, то она была бы дедушкой! :-))
Даже если "т.е. образуется всё новая и новая масса" -- это плавный ПРОЦЕСС растянутый во времени без изменения знака производной и зарегистрировать его не представляется возможным.

32
Гришин_С_Г158 · 21-05-2023

Leonid3171 · 19-05-2023
Teddy, вы не увидели границы применения -- (v << c).
Кстати, не подскажете что это за значок: "∫" ?
-------------------------------------------------------------------------
Этот "значок! (его Лейбниц придумал - автор дифференциального
и интегрального исчислений) показывает, прежде всего,
что в рассмотрении есть переменные, величины которых
непрерывно изменяются с накоплением эффекта.
На момент использования в вычислениях их значения неизвестны...
В приведенных вами формулах все используемые
значения известны вычислителю заранее, и их достаточно
только подставить в физическую формулу.

33
Leonid3190 · 21-05-2023

Гришин_С_Г, можно предположить, что чувство юмора у вас отсутствует напрочь :-))
(А я-то думал, что автор интегрального исчисления сэр Ньютон.)

34
viktorchibis92 · 21-05-2023

Leonid (ком.31) ~ «Гипотез не измышляю» (сэр. Ньютон).
Хотя, если порыться в анналах ранних работ Ньютона, то его ЗВТ произрастает из гипотезы о канатах, соединяющих тела.

35
Leonid3190 · 21-05-2023

viktorchibis, ранний сэр Ньютон на вашей стороне :-)))

36
Гришин_С_Г158 · 21-05-2023


Leonid3171 · 21-05-2023:" (А я-то думал, что автор интегрального исчисления сэр Ньютон.)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
А хотя бы Википедию почитать слабо? Даже там не смогли шила в мешке утаить...
Ньютон - жулик. Хуже, чем Чарльз Дарвин, Эйнштейн, Койпер, братья Райт,...
(да им несть числа).
Не даром Арнольд (кажется) удивлялся, почему многие законы физики не носят
имён их открывателей. Лукавил, знал почему... Тоже мне - секрет Полишинэля.

37
Leonid3190 · 22-05-2023

Википедию за источник знаний и достоверной информации не считаю, и туда не заглядываю :-))

38
Teddy92 · 22-05-2023

Ньютон первым применил интегральное исчисление в физике. Тогда интернета не было и часто идеи открывались параллельно великими людьми в разных концах света.

39
Teddy92 · 22-05-2023

Это каким невежей надо быть, чтобы назвать великого Ньютона жуликом!

40
Teddy92 · 22-05-2023

Кстати, как не было авторского права. Хотя точнее копирайта, что в буквальном переводе означает "право на копирование". К защите авторов это не имеет отношения. Это насильственная монополизация интеллектуальной собственности. Изобретение англосаксов, которое почему-то поддерживается многими высокопоставленными идиотами по всему миру.

41
Leonid3190 · 23-05-2023

Ну и кстати: в те времена было принято сообщать коллегам (не электронной почтой, а бумажной) о своих открытиях и достижениях, но без деталей -- как раз прообраз будущих патентов.

42
Teddy92 · 23-05-2023

Это не праобраз патентов. Это праобраз научных журналов. Люди делились своими мыслями и достижениями для совместной работы. Они хотели услышать критику и развитие идей.
Патент это узаконеное воровство чужих идей. Много ли патентов принадлежит авторам? Нет. Почти все патенты принадлежат корпорациям.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!