data-mobile="true" data-tablet-width="1024" data-tablet-small-width="820" data-mobile-width="580">

Физики установили, что скорость гравитационных волн лежит в интервале от 0,55 до 1,42 скоростей света

maxresdefault

По результатам всего трех экспериментов LIGO ученые определили, что скорость гравитационных волн лежит в интервале от 0,55 до 1,42 скоростей света. Статья опубликована в Physical Review Letters.

В Общей теории относительности скорость распространения гравитационных волн (как и вообще всех возмущений, переносящих информацию) ограничивается сверху скоростью света. С другой стороны, скорость гравитации должна хотя бы немного превышать скорость света, чтобы предотвратить гравитационное черенковское излучение (это странное явление теоретически предсказали в 2001 году). Кроме того, существует множество альтернативных теорий гравитации, в которых ее скорость может принимать самые неожиданные значения (впрочем, большинство ученых относится к этим теориям скептически). Поэтому очень важно точно измерить скорость гравитации.

Срезы задержек времени регистрации гравитационных волн в предполагаемой сети детекторов Hanford-Livingston-Virgo-Kagra

Однако сделать это на данный момент сложно из-за небольшого количества экспериментальных данных. Впервые гравитационные волны были зарегистрированы в сентябре 2015 года коллаборацией LIGO. LIGO состоит из двух обсерваторий, одна из которых находится в Ливингстоне (штат Луизиана), а другая в Хэнфорде (штат Вашингтон). Основным элементом каждой обсерватории является модифицированный интерферометр Майкельсона, который может почувствовать изменение длины плеч при прохождении гравитационной волны. На момент подготовки статьи коллаборация зарегистрировала всего три гравитационных волны, испущенных при слиянии черных дыр.

Для получения ограничений на скорость ученые использовали тот факт, что обсерватории LIGO разнесены на три тысячи километров (что соответствует десяти световым миллисекундам), из-за чего сигналы регистрируются ими с небольшой разницей во времени. Эта задержка имеет некоторое распределение вероятности, зависящее от скорости гравитации. С помощью теоремы Байеса из него можно найти обратное распределение (скорости от задержки). Для априорного распределения скорости физики рассмотрели две гипотезы: равномерное распределение в интервалах от 0,01 до 100 и от 1 до 100 скоростей света. Ученые отмечают, что выбор какой-то одной гипотезы не должен сказаться на определении верхней границы.

Применив этот метод для данных трех измерений LIGO, физики получили распределение вероятности для скорости гравитационных волн. Оказалось, что с вероятностью девяносто процентов ее значение лежит в интервале от 0,55 до 1,42 скоростей света (от 1,0 до 1,4 в случае второй гипотезы). Такая низкая точность обусловлена небольшим количеством данных. При большем числе детекторов или большем числе измерений на LIGO можно было бы очертить интервал возможных значений гораздо точнее — например, использование данных всего пяти экспериментов сети LIGO-Virgo-Kagra обеспечило бы точность в один процент от скорости света.

Распределение вероятности для скорости гравитации. Синим отмечены результаты для гипотезы, в которой скорость ограничена снизу скоростью света. Красным — для гипотезы, в которой такого ограничения нет

Стоит заметить, что ограничения на скорость гравитации, полученные в данной статье, скоро будет значительно уточнены, поскольку в этот понедельник было объявлено об одновременной регистрации гравитационной волны и гамма-излучения от слияния двух нейтронных звезд. Разница во времени регистрации этих двух типов излучения составила около 1,7 секунд, а сами звезды находятся на расстоянии около 40 мегапарсек, что позволяет рассчитать возможное отклонение скорости гравитации от скорости света.

Тем не менее, статья ученых тоже представляет интерес, поскольку в ней они впервые установили нижнюю границу для скорости гравитации. Кроме того, при большем числе измерений разработанный ими подход позволит получить независимые оценки на скорость распространения гравитационных волн.

Подробнее о гравитационных волнах можно прочитать в наших материалах — «На гребне метрического тензора» и «За волной волна».

Дмитрий Трунин, nplus1.ru

Мы создали группу в ВК для того, чтобы быстро рассказывать вам новости. Подписывайтесь! → vk.com

Автор : btamedia

Читайте также

Виртуальный полет над Меркурием: видео

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Виртуальный полет над Меркурием: видео

С 2011 по 2015 годы на орбите Меркурия работала американская автоматическая станция «Мессенджер». На основе присланных ею данных специалисты NASA смоделировали виртуальный полет над поверхностью ближайшей к Солнцу планеты.

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

У новой цели New Horizons обнаружился спутник

Покинув систему Плутона, зонд New Horizons продолжает путешествие по поясу Койпера. Его следующая цель — объект MU69, и у него может быть спутник.

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не б…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Обработка данных «Кассини» позволила подтвердить, что еще 200–300 миллионов лет назад у Сатурна не было системы колец

На этой неделе в США проходит ежегодное собрание Американского геофизического союза (AGU); его участники уже рассказали о том, как по спутниковым фотографиям моделировали первый за последние 54 года долгоживущий вулканический...

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не во…

14-12-2017 Hits:6 Научные новости

Насколько долго могла бы оставаться обитаемой планета, похожая на Марс, если бы она обращалась не вокруг Солнца, а вокруг красного карлика?

На этот сложный вопрос ученые пытаются ответить, используя данные, собранные при помощи марсианской орбитальной миссии Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN).

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

14-12-2017 Hits:7 Научные новости

PepsiCo заказала у Tesla 100 электрических грузовиков

  Новый электрический грузовик Tesla постепенно продолжает привлекать новых клиентов. Автомобиль еще не выпустили, однако крупные торговые сети им уже заинтересовались и делают пока небольшие, но весьма показательные запросы на его...

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

14-12-2017 Hits:8 Научные новости

Дональд Трамп подписал «Директиву №1», предполагающую возвращение США на Луну

Слухи о планах Соединенных Штатов высадить астронавтов на Марсе за последние десятилетия не утихали ни на миг. Между тем с каждым годом в научной среде возрастало понимание технической сложности и...

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

30-10-2017 Hits:134 Научные новости

Открыта первая комета прилетевшая к нам от другой звезды

2017 - год астрономических сенсаций! Сначала поймали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд.

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

30-10-2017 Hits:162 Научные новости

Гипотеза симуляции не была и не может быть опровергнута

Когда весь мир был потрясен трагедией в Лас-Вегасе, мне писали совсем о другом: Скотт, действительно ли физики доказали, что Вселенная — не компьютерная симуляция, и мы не можем жить в...

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

30-10-2017 Hits:113 Научные новости

ESA опубликовало фотографии выброса на комете Чурюмова-Герасименко

За два года пребывания у кометы Чурюмова-Герасименко аппарат Rosetta зафиксировал множество проявлений ее активности: увеличивающуюся кому, выбросы вещества, вызванные этими процессами изменения рельефа и даже улетевший с поверхности в открытый...

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

25-10-2017 Hits:130 Научные новости

Бывшие сотрудники SpaceX начнут печатать ракеты на 3D-принтерах

Чего только не сделаешь для того, чтобы удешевить производство космических ракет раз эдак в десять! Вот, к примеру, бывшие сотрудники SpaceX и Bue Origin основали стартап Relativity Space, цель которого...