Pikselöök on tabanud kaks korda - võib-olla kolm korda - ja Laserinterferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskuse ehk LIGO teadlased loodavad, et see on alles meie uue universumi mõistmise uue ajastu algus. See "välk" tuli raskesti tuvastatavate gravitatsiooniliste lainete kujul, mida tekitasid hiiglaslikud sündmused, näiteks põrkavad kokku mustad augud. Sellisest sündmusest vabanev energia häirib nii ruumi kui ka aja kangast, sarnaselt tiigis leviva rippumisega. Tänane teadaanne on LIGO tuvastatud teine gravitatsioonilaine rippude komplekt pärast selle aasta veebruaris välja kuulutatud esimest ajaloolist tuvastust.
"See kokkupõrge juhtus 1,5 miljardit aastat tagasi," ütles Louisiana osariigi ülikooli Gabriela Gonzalez pressikonverentsil, et teatada uuest avastamisest, "ja koos sellega võime teile öelda, et gravitatsioonilainete astronoomia ajastu on alanud."
LIGO tuvastas gravitatsioonilained esmakordselt mustade aukude ühendamisel 14. septembril 2015 ja see kinnitas Albert Einsteini 1915. aasta üldrelatiivsusteooria suurt ennustust. Teine tuvastamine toimus 25. detsembril 2015 ja selle salvestasid mõlemad LIGO kaksikdetektorid.
Kui vägivaldse musta augu ühinemisel vabanenud gravitatsioonilainete esimene tuvastamine oli vaid väike "piiksumine", mis kestis vaid viiendiku sekundist, siis see teine tuvastamine oli rohkem "läga", mis oli terve sekundi jooksul nähtav andmed. Kuulake seda videot:
"Seda nimetatakse gravitatsiooni muusikaks," ütles González, kui ta tänasel pressikonverentsil videot mängis.
Kuigi gravitatsioonilised lained ei ole helilained, muutsid teadlased gravitatsioonilaine võnkumised ja sageduse sama sagedusega helilaineks. Miks olid kaks sündmust nii erinevad?
Andmete põhjal järeldasid teadlased, et kahe musta augu, mis oli 14 ja 8 korda suurem Päikese massist, ühinemise viimastel hetkedel tekkis teine gravitatsioonilainete komplekt ja kokkupõrge tekitas ühe massiivsema keerleva musta augu. 21 korda suurem kui Päikese mass. Võrdluseks - 2015. aasta septembris avastatud mustad augud olid Päikese massist 36 ja 29 korda suuremad, sulandudes 62 päikesemassiga musta auku.
Teadlaste sõnul tabas madalama massiga mustade aukude kõrgema sagedusega gravitatsioonilained LIGO detektorite tundlikkuse “magusat kohta”.
"On väga märkimisväärne, et need mustad augud olid palju vähem massiivsed kui need, mida täheldati esimesel tuvastamisel," ütles Gonzalez. „Kuna nende tuvastamine oli esimese tuvastamisega võrreldes kergem, veetsid nad detektorite tundlikus sagedusalas rohkem aega - umbes ühe sekundi. See on paljutõotav algus meie universumi mustade aukude populatsioonide kaardistamiseks. ”
LIGO võimaldab teadlastel universumit uuel viisil uurida, kasutades valguse asemel gravitatsiooni. LIGO kasutab laseritega, et täpselt mõõta peeglite asukohta, mis on üksteisest eraldatud 4 kilomeetri (umbes 2,5 miili) kaugusel kahes asukohas, mis asuvad teineteisest enam kui 3000 km kaugusel, Livingstonis (Louisiana ja Hanford, Washington). Niisiis, LIGO ei tuvasta musta auguga kokkupõrke sündmust otse, see tuvastab ruumi enda venituse ja kokkusurumise. Senised avastused on tingitud LIGO võimest mõõta ruumi häiringut täpsusega 1 osa tuhandest miljardist miljardist. Kõige värskema sündmuse, nimega GW151226, signaal saadi aine muundamisel energiaks, mis raputas sõna otseses mõttes kosmoseaega nagu Jello.
Rooma La Sapienzaa ülikooli füüsik LIGO meeskonna liige Fulvio Ricci ütles, et oktoobris tuvastati kolmas sündmus “kandidaadil”, mida Ricci sõnul eelistatakse kutsuda “päästikuks”, kuid see oli palju vähem oluline ja signaal mürale, mis pole piisavalt suur, et seda ametlikult tuvastamiseks lugeda.
Kuid meeskonna sõnul viitavad kaks kinnitatud tuvastust sellele, et mustad augud on universumis palju levinumad, kui seni arvati, ning neid võib sageli tulla paarikaupa.
"Teine avastus" on tõepoolest pannud tähe "O" LIGO vaatluskeskusesse, "ütles Caltechi LIGO labori direktori asetäitja Albert Lazzarini. „Meie esimese vaatlustsükli nelja kuu jooksul kahe tugeva sündmuse avastamise abil võime hakata ennustama, kui sageli võime tulevikus kuulda gravitatsioonilaineid. LIGO pakub meile uut viisi meie universumi kõige tumedamate, kuid samas energiliste sündmuste vaatlemiseks. ”
LIGO on paranduste jaoks nüüd offline. Selle järgmine andmete kogumise etapp algab sel sügisel ja detektorite tundlikkuse parandamine võib LIGO-l lubada saavutada esimese katsega võrreldes 1,5 kuni kaks korda rohkem universumi ruumala. Kolmas sait, Itaalias Pisa lähedal asuv neitsidetektor, mille disain sarnaneb kahe LIGO detektoriga, peaks eeldatavasti ilmuma LIGO eelseisva vaatlusraja teisel poolel võrku. Neitsi parandab füüsikute võimet leida iga uue sündmuse allikas, võrreldes sissetulevate gravitatsioonilainete signaalide saabumisaja millisekundi skaala erinevusi.
Vahepeal saate Zooniverse kaudu aidata LIGO meeskonda kodanike teaduse projektiga Gravity Spy.
Allikad edasiseks lugemiseks:
Pressiteated:
Marylandi ülikool
Loodeülikool
Lääne-Virginia ülikool
Pennsylvania Riiklik Ülikool
Füüsilise ülevaate kirjad: GW151226: Gravitatsiooniliste lainete vaatlus 22-päikelisest massist koosneva binaarse musta augu koalestsentsil
LIGO faktide leht, Caltech
Suurepärase ülevaate saamiseks gravitatsioonilistest lainetest, nende allikatest ja nende tuvastamisest saate Markus Posseli suurepärasest artiklite sarjast, mida me veebruaris TÜ-s tutvustasime:
