LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 1. Художественное изображение того, как могли бы выглядеть события слияния черных дыр GW150914 (нижний левый угол) и GW151226 (верхний правый угол) в момент максимального гравитационно-волнового излучения. Рисунок с сайта ligo.caltech.edu

На наших глазах рождается новая область науки — гравитационно-волновая астрономия. Обновленная обсерватория LIGO в ходе первого сеанса наблюдений зарегистрировала уже три всплеска гравитационных волн — два достоверных и один возможный. Все они пришли от слияний черных дыр звездных масс. В каждом случае удалось, в пределах погрешностей, восстановить параметры черных дыр и положение источников излучения, а также провести первый совокупный анализ популяции таких черных дыр. Ожидается, что в ближайшие пару лет статистика возрастет на порядок, и ученые приступят к экспериментальному изучению раздела астрофизики, который в течение десятилетий оставался уделом одних лишь теоретиков.

Рождественский подарок

Новогодние праздники — время приятной суеты для всех нас, в том числе и для ученых. Однако
в ночь на 26 декабря 2015 года на фоне обычной праздничной переписки члены коллабораций LIGO и Virgo зарегистрировали в своих почтовых ящиках аномальный всплеск email-активности. Это означало только одно: гравитационно-волновая обсерватория LIGO зафиксировала еще один сигнал!

И действительно, в 03:38:53 UTC (полседьмого утра по московскому времени) два детектора LIGO почти одновременно, с разницей всего в одну миллисекунду, зарегистрировали достаточно мощный гравитационно-волновой всплеск, получивший предварительное обозначение G211117. Всплеск длился почти секунду и был опознан автоматической системой слежения в течение минуты. В тот же день всем телескопам-партнерам по наблюдательной сети GCN был выслан сигнал об этом событии (циркуляр 18728), и в ходе последующих дней несколько гамма- и оптических телескопов отчитались о наблюдениях (см. архив циркуляров GCN). По горячим следам был проведен офлайн-анализ события, и примерно через пару дней участники коллаборации уже знали, что они действительно поймали второй гравитационно-волновой всплеск от слияния черных дыр. За ним было закреплено постоянное обозначение GW151226.

Полгода спустя, 15 июня, во время ежегодной встречи Американского астрономического общества, состоялся специальный пресс-брифинг, на котором, по сложившейся уже традиции, без предисловий, с места в карьер, представители коллабораций объявили об открытии. Кроме того, оказалось, что в данных LIGO за октябрь было и третье интересное событие, но оно, к сожалению, не дотянуло до порога достоверности, поэтому коллаборации называют его кандидатом, но не полноценным гравитационно-волновым всплеском. В Москве, в МГУ, в то же самое время прошло аналогичное мероприятие, на котором после трансляции американского пресс-брифинга выступили и российские участники коллаборации.

Одновременно с этими выступлениями появились две научные статьи с результатами. Первая целиком посвящена гравитационно-волновому событию GW151226, и она уже опубликована в журнале Physical Review Letters (GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence). Вторая рассказывает о поиске таких сигналов от слияния черных дыр во всем первом сеансе работы aLIGO и описывает совокупный анализ трех зарегистрированных событий. Эта статья пока только выложена в архив е-принтов (Binary Black Hole Mergers in the first Advanced LIGO Observing Run). Обе статьи вышли за авторством сразу двух коллабораций: LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration. Хотя инструменты у них разные, а итальянский детектор Virgo еще даже не вступил в строй после модернизации — все они направлены на единую цель, и потому анализ их данных ведется совместно. Кроме того, на сайте LIGO доступна подробная техническая информация по каждому зарегистрированному событию.

Самая краткая выжимка результатов первого сеанса работы aLIGO показана на рис. 2. Эта скромная картинка отображает, по сути, текущее состояние гравитационно-волновой астрономии — науки, которая рождается на наших глазах. Гравитационно-волновая обсерватория LIGO, безуспешно искавшая гравитационные волны в первых сеансах работы, была кардинально модернизирована в 2008–2014 годах и в сентябре прошлого года заработала вновь, теперь уже под названием aLIGO (Advanced LIGO). Первый наблюдательный сеанс продлился четыре месяца: с 12 сентября 2015 года по 19 января 2016 года. Чистого наблюдательного времени при этом набежало примерно на полтора месяца; остальное время — это технические работы, калибровка или сеансы наблюдений, подпорченные слишком большими шумами.

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 2. Три гравитационно-волновых события, обнаруженные во время первого наблюдательного сеанса обновленной гравитационно-волновой обсерватории aLIGO. Рисунок с сайта ligo.caltech.edu

За полтора месяца чистых данных LIGO зарегистрировала три события. Два из них — это гарантированные гравитационно-волновые всплески, порожденные слиянием черных дыр; они получили обозначения GW150914 (событие 14 сентября 2015 года, про которое и шла речь в феврале, см. новость Гравитационные волны — открыты!, «Элементы», 11.02.2016) и GW151226 («рождественский подарок», событие в ночь на 26 декабря). Третье событие, LVT151012, показало достаточно скромное превышение над фоном и вместо GW (Gravitational Wave event) получило пометку LVT (LIGO-Virgo Trigger event). И хотя полной уверенности в этом нет, физики всё же склоняются к тому, что это тоже был гравитационно-волновой всплеск и поэтому его тоже следует учитывать в той или иной степени при совокупном анализе событий.

На рис. 2 показано также, какие черные дыры породили эти всплески. Событие-открытие GW150914 было самым сильным во всей статистике первого сеанса наблюдений; оно отвечало суммарной массе черных дыр примерно 60 масс Солнца (M☉). Два других события были послабее, там оценка суммарной массы была вдвое-втрое меньше. Эта разница по массе очень существенная; из-за нее два новых всплеска проступали в данных иначе, чем событие GW150914.

Надо отметить, что сейчас коллаборации отчитались еще не обо всех результатах, а только о поиске слияний черных дыр звездных масс, то есть с массами от 3M☉ до 99M☉. Нижний предел нужен для того, чтобы отсечь нейтронные звезды: по современным представлениям, компактный объект тяжелее трех масс Солнца может быть только черной дырой. Коллаборации также сообщают, что никаких других событий такого типа в данных первого сеанса aLIGO нет. Но они собираются вскоре рассказать еще про два поиска: слияния более тяжелых черных дыр и слияния нейтронных звезд (либо друг с другом, либо с черной дырой). Обнаружилось ли там что-то интересное, авторы пока умалчивают.

Как ищут всплески

Рассказ о том, что такое гравитационные волны и как устроены детекторы, способные их обнаружить, можно найти и в нашей новости Гравитационные волны — открыты!, и в других материалах (см., например, популярную статью С. Попова Эйнштейн был прав: гравитационно-волновая астрономия). Здесь мы расскажем о другом техническом аспекте эксперимента — о том, как всплески гравитационных волн извлекаются из сырых данных, тем более что само событие GW151226 дает для этого отличный повод.

Первый, самый громкий гравитационно-волновой всплеск GW150914 был коротким и довольно сильным. Взгляните рис. 7 из нашей прошлой новости: он легко заметен глазом прямо в данных в виде характерного усиливающегося и убыстряющегося колебания на фоне остаточных шумов. Те несколько периодов колебаний, которые детектор надежно отловил, умещались тогда в 0,2 секунды. В противоположность ему, декабрьский всплеск GW151226 был куда слабее, и невооруженным глазом его не заметишь (рис. 3, вверху). Однако он наблюдался намного дольше, целую секунду, на протяжении 55 периодов колебания, и именно это позволило его выделить из шумов.

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 3. Гравитационно-волновой всплеск GW151226 в данных двух детекторов обсерватории LIGO: Hanford и Livingston. Вверху: данные за вычетом известных инструментальных шумов с наложенным поверх них волновым профилем от гравитационной волны. Волнообразная форма черного колебания — это артефакт фильтрации данных; реальный гравитационно-волновой профиль, а точнее, наиболее подходящая маска, показана на рис. 4. Внизу: отношение сигнала, выделяемого маской, к шуму в зависимости от того, где на временной шкале эта маска прикладывается. Изображение из обсуждаемой статьи в Physical Review Letters

Методику выделения легко понять по такой аналогии. Представьте, что вы находитесь на большой и шумной вечеринке, и разговоры участников в толпе сливаются для вас в общий шум, которые вы не можете разбить на слова. Но вдруг из всего шума ваш слух выхватывает ваше собственное имя. Оно было произнесено кем-то на такой же громкости, что весь разговор. Но оно вам очень хорошо знакомо, ваш мозг настроен на его распознание даже среди шумов — и поэтому вы на него среагировали.

Нечто подобное происходит и при поиске гравитационных волн. Физики ищут в данных не «хоть что-то», а колебательные сигналы очень специфического профиля, как на рис. 4, характерные для гравитационно-волнового всплеска от слияния двух компактных объектов. Методика анализа данных заточена на распознавание именно таких сигналов, причем практически в реальном времени. (Справедливости ради надо сказать, что поиск сильных всплесков произвольной формы, «транзиентов» неизвестного происхождения, тоже ведется, но это уже второстепенная задача.)

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 4. Маска, давшая наилучшее совпадение с данными при анализе события GW151226. Изображение из обсуждаемой статьи в Physical Review Letters

Работает это так. Детектор снимает показания с датчика тысячи раз в секунду, выделяет из них известные инструментальные шумы и выдает график остаточного колебания (он и показан на рис. 3, вверху). Практически всё время эти колебания — это всё те же остаточные шумы. Но физики надеются, что поверх них может попасться и гравитационно-волновой сигнал, то есть колебание известного профиля. Поэтому они берут ожидаемый сигнал (рис. 4) и, словно маску, «прикладывают» его к данным, сопоставив самый сильный пик маски с каким-то конкретным моментом времени. Вычисляют величину перекрытия, то есть насколько хорошо эта конкретная маска с этой привязкой по времени совпадает с реальными данными. Затем сдвигают ту же маску по времени совсем на чуть-чуть, намного меньше периода колебания и снова пересчитывают величину перекрытия. Затем снова сдвигают, и так далее.

Каждый раз получаются разные числа, но в среднем они колеблются около некоторого типичного для чистых шумов значения. Эти числа, поделенные на среднее по шумам значение, называются «отношение сигнала к шуму» (SNR, signal-to-noise ratio). Именно они показаны на рис. 3, внизу. Видно, что SNR обычно прыгает в районе 1–2, иногда достигает даже 3–4, но выше обычно не поднимается. И самое главное, эти шумы ведут себя в двух детекторах совершенно независимым, никак не скоррелированным образом.

Такой процесс сравнения идет непрерывно, в реальном времени, причем используется для сравнения не одна, а тысячи готовых, слегка различающихся масок. Эти маски вычисляются заранее на основе громоздких численных расчетов того, как сливаются друг с другом черные дыры разных масс и с разным вращением.

Борьба сигнала с фоном

И теперь — момент истины. Когда при очередном сравнении одна из масок дает удивительно хорошее совпадение, отношение сигнала к шуму SNR оказывается необычно большим. На графике SNR от времени появляется резкий пик, как на рис. 3, внизу. Если такая удача выпадает в обоих детекторах LIGO, причем с одной и той же маской и с разницей по времени не более 15 миллисекунд, это вызывает автоматическое срабатывание программы поиска: обсерватория фиксирует событие-кандидат.

Здесь, кстати, наиболее четко проступает роль длительности сигнала. Пусть сигнал слабенький, по амплитуде слабее шума, но если он повторяется на протяжении десятков циклов, без сбоев, то за это время набежит достаточно большое перекрытие с подходящей маской. Сигнал такой величины, как на рис. 3, остался бы незамеченным, если бы он длился всего несколько периодов. Но он проступал в данных в течение целой секунды, и благодаря своей длительности сумел вылезти из шума и привести к срабатыванию триггера.

Конечно, это срабатывание само по себе еще не означает регистрацию гравитационных волн. Ведь изредка шумы всё же могут сложиться так, чтобы SNR в обоих детекторах случайно оказался большим. Вопрос лишь в том, насколько часты или редки такие ложно-положительные срабатывания, то есть ситуации, когда инструментальные и прочие шумы случайно складываются так, что напоминают гравитационно-волновой всплеск.

Чтобы их оценить, требуется, во-первых, тщательный анализ, который сложно сделать на лету, а во-вторых, информация о том, как ведут себя шумы в показаниях детекторов. Для этого программа берет статистику событий-кандидатов и по определенным критериям присваивает им «индикаторную характеристику»: чем выше индикатор, тем более непохожим на шум будет это событие. Затем строится распределение событий по этой индикаторной величине (оранжевые квадратики на рис. 5). И, наконец, зная характеристики шума, программа может построить такое же распределение для чистых шумов (гистограмма на рис. 5). Для пущей надежности, коллаборации LIGO и Virgo решили провести этот анализ двумя разными методами; на рис. 5 показан только один из них.

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 5. Распределение событий по индикаторной величине ρc. Гистограмма показывает распределение шума, отдельные точки — статистика событий-кандидатов. Две точки, отклоняющиеся от шума, это LVT151012 и GW151226. Самое сильное событие GW150914 здесь не показано, оно выходит далеко за границу шкалы. Изображение из обсуждаемой статьи в Physical Review Letters

На рис. 5 видно, что два события выбиваются из «шумовой» гистограммы. Декабрьское событие GW151226 лежит настолько далеко, что вероятность случайного сочетания факторов оценить по этому методу не получается. Исходя из данных по шуму можно лишь сказать, что ложно-положительные события такой силы происходят реже, чем раз в 160 тысяч лет, поэтому вероятность встретить его в 45-дневной серии данных — меньше одной десятимиллионной. Таким образом, статистическая достоверность того, что это событие — реальный всплеск, а не шумы, превышает 5σ. Второй метод анализа показал сравнимую статистическую значимость — 4,5σ.

Списать это событие на какой-то неопознанный внешний источник вибрационного или электромагнитного происхождения тоже нереально. Внешняя обстановка постоянно отслеживается множеством датчиков, и в момент этого события они не показали никакого превышения нормы. Единственный вывод: перед нами второй достоверный гравитационно-волновой всплеск.

А вот с октябрьским событием LVT151012 не всё так ясно. Оценка ложно-положительного срабатывания для сигнала такой интенсивности намного скромнее — один раз в несколько лет. Это дает статистическую значимость на уровне 2σ или даже чуть ниже. Скорее всего, это был реальный гравитационно-волновой всплеск, но полной гарантии тут дать нельзя. Однако в совокупном статистическом анализе гравитационно-волновых событий такие события-кандидаты использовать, при аккуратном подходе, не возбраняется.

Снимаем мерки с черных дыр

Если в февральском сообщении упор был сделан на открытие гравитационных волн, то сейчас коллаборации LIGO и Virgo подчеркивают другую ключевую мысль. То первое событие не осталось единственным; мы увидели второй и, скорее всего, третий всплеск гравитационных волн. А значит, перед нами распахнулось гравитационно-волновое окно во Вселенную! Мы не только слышим гравитационно-волновой «грохот» космоса, но и можем узнать параметры источников и, при случае, сопоставить их с другими методами наблюдения. И когда таких событий наберется достаточно, мы сможем делать выводы относительно эволюции звезд, скоплений, прочих объектов. В общем, мы начнем изучать Вселенную так, как до этого не умели!

И вся эта обширная программа исследований опирается на простой по сути, но совершенно поразительный факт. Достаточно аккуратно измерить профиль пришедшего всплеска гравитационных волн — и мы узнаем про породившее их слияние черных дыр всё. Абсолютно всё, без преувеличений. Поясним, как это получается и какие выходят результаты.

Массы

Вы будете смеяться, но черные дыры — это самая простая форма существования материи во Вселенной. У кирпича, к примеру, есть форма, пористость со сложной геометрией, химический состав и т. п. У газового облака формы нет, но тоже есть химический состав. Даже у нейтронных звезд есть много разных интересных свойств. И только у черных дыр ничего этого нет — вообще. Черная дыра характеризуется только массой и вращением. Поэтому если две черные дыры объединяются в пару, падают по спирали друг на друга и сливаются, то мы, в принципе, можем точно сосчитать этот процесс с помощью общей теории относительности. Поэтому достаточно задать массы черных дыр, а также величины и направления их вращения вокруг своей оси — и вуаля, мы можем точно предсказать профиль гравитационно-волнового всплеска, который придет от такого слияния.

Эту зависимость можно обратить. Мы можем сосчитать множество разных профилей для разных масс и вращений (это те самые маски, про которые шла речь выше), а затем сравнить их с пойманным сигналом. Выяснив, какая из них лучше всего его описывает, мы таким образом восстановим параметры сливающихся черных дыр. В реальности, конечно, существуют как погрешности самих данных, так и сложности с численным решением сложных конфигураций. Но это не мешает измерять основные параметры с некоторой погрешностью уже сейчас.

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 6. Массы известных черных дыр. Фиолетовым показана популяция черных дыр, обнаруженных и измеренных в рентгеновских двойных системах; голубым — черные дыры от трех событий LIGO. Рисунок с сайта ligo.caltech.edu

Подробные сводки параметров черных дыр всех трех событий приведены во второй, более детальной статье коллабораций. Суммарная масса пары составляла примерно 65M☉, 22M☉ и 37M☉ для GW150914, GW151226 и LVT151012 соответственно. В самом громком событии GW150914 две черные дыры были примерно одинаковой массы; в двух других — массы различались примерно вдвое. Энергия, унесенная гравитационными волнами, составила примерно 3M☉, 1M☉ и 1,5M☉ соответственно. Эта энергия превратилась из энергии покоя (то есть из массы) в гравитационно-волновое излучение за доли секунды; человеческое воображение перед такими масштабами мощности просто пасует.

Вращение

Процесс слияния черных дыр усложняется за счет собственного вращения каждой из них, и это тоже накладывает свой отпечаток на форму гравитационно-волнового всплеска. Если, скажем, обе черные дыры быстро вращаются вокруг своей оси в том же направлении, что и общее орбитальное движение друг вокруг друга, то они проделают больше оборотов до слияния, чем невращающиеся черные дыры. Если собственное вращение, наоборот, направлено против общего орбитального движения, то слияние займет меньше циклов. Если вращение вообще направлено как-то произвольно, то динамика слияния дополнительно усложняется.

Поскольку влияние вращения на форму всплеска слабое, то нынешние измерения не позволяют однозначно измерить вращение исходных черных дыр. Тем не менее, в случае GW151226 удалось достоверно определить, что по крайней мере одна черная дыра до слияния вращалась достаточно быстро: ее момент импульса составлял как минимум 20% от максимально возможного значения. До сих пор никаких наблюдательных данных по вращению черных дыр не было вообще. В будущем, более аккуратные измерения профиля всплеска, и в особенности, наблюдение эффектов прецессии позволят получать более четкие значения (см. видеоролики, поясняющие влияние прецессии на гравитационно-волновой всплеск).

Что касается конечных черных дыр, то во всех трех случаях они, разумеется, сильно вращались — просто потому, что они возникли от слияния обращающихся друг вокруг друга объектов. Их вращение оценивается в 60–70% от максимально возможного.

Расстояния

Расстояние до источника гравитационно-волнового излучения тоже вычисляется по пойманному всплеску. Если мы измерили волновой профиль, мы знаем массы, а значит, можем совершенно однозначно вычислить излученную мощность. Одно жестко связано с другим, никакой свободы интерпретации тут нет. А значит, измерив амплитуду пришедшей волны, мы сможем сосчитать, с какого расстояния прилетел всплеск — ведь его амплитуда ослабляется пропорционально расстоянию (см. простые расчеты в прошлой новости). Поэтому астрофизики называют слияния черных дыр стандартными сиренами — по аналогии со «стандартными свечами», которые используются для определения расстояний до галактик.

Тут, правда, есть тонкость: амплитуда дошедшего до нас сигнала зависит не только от расстояния до источника, но и от ориентации плоскости орбиты относительно направления за Землю. Эти две зависимости можно разделить, если измерить поляризацию волны, либо если слияние будет сопровождаться сильной орбитальной прецессией и ее удастся увидеть в профиле сигнала. С нынешней парой детекторов это пока сделать не удается, поэтому и дистанция измеряется не очень точно. Расстояние до всплесков GW150914 и GW151226 было оценено в 420 и 440 мегапарсек с погрешностью почти 50%, что отвечает красному смещению z ≈ 0,1. Событие-кандидат LVT151012 пришло с расстояния примерно 1000 Мпк, с красного смещения z ≈ 0,2; неудивительно, что оно оказалось таким слабым.

Тут полезно, кстати, добавить, что, раз источники расположены на таком значительном удалении, то пришедшие от них гравитационные волны испытывают красное смещение. Поэтому видимый нами период осцилляций в (1 + z) раз больше исходного, и на это надо делать поправку при вычислении масс черных дыр.

Направление

Астрофизикам, безусловно, хочется знать не только сам факт, что во вселенной что-то «бабахнуло», но и где именно это произошло. Тогда они направят туда телескопы и постараются отследить то же событие в оптическом, гамма и других диапазонах электромагнитного излучения, а может быть даже и поймают прилетевшие оттуда нейтрино. Такая всесигнальная диагностика космических событий — заветная мечта современной астрофизики.

Направление на источник гравитационных волн можно определить, во-первых, по разнице времени прихода сигнала на несколько детекторов, а во-вторых, по их относительному отклику. Сейчас, когда работают только два детектора, удается эффективно использовать только первый метод. В результате направление на источник восстанавливается пока очень плохо; вместо четкого направления получаются длинные дуги, охватывающие чуть ли не полнеба (рис. 7). В будущем году, когда заработает третий детектор гравитационно-волновой сети Virgo, локализация источников на небе будет намного конкретнее.

LIGO поймала новые всплески гравитационных волн

Рис. 7. Области южного неба, в которых, по измерениям LIGO, находились источники событий GW150914 и GW151226. Изображение с сайта ligo.caltech.edu

О чем говорят результаты

Два подтвержденных слияния и одно вероятное — статистика, мягко говоря, скромная. Но даже сейчас она позволяет делать выводы о физических законах и свойствах Вселенной, которые до этого были недоступны непосредственному измерению.

Проверка ОТО

Во-первых, профиль гравитационно-волнового всплеска очень хорошо согласуется с ожиданиями общей теории относительности. ОТО была протестирована в пределах солнечной системы, но только в приближении гравитационного слабого поля и при невысоких скоростях. Сейчас мы получили первые данные о том, как ведет себя гравитация в сильных полях и при релятивистском движении объектов (скорости черных дыр в момент слияния достигали половины скорости света), — а значит, можем проверить ОТО в недоступной ранее области.

Во второй, подробной статье, посвященной совокупному анализу трех событий, приводятся полученные из данных ограничения на коэффициенты в рамках так называемого постньютоновского формализма. Ни в одном из них не было обнаружено существенного отклонения от ожиданий ОТО. Любопытно, что некоторые величины лучше всего ограничиваются самым сильным всплеском GW150914, а другие — самым долгим всплеском GW151226.

Механизм образования

Во-вторых, три слияния — это шесть исходных черных дыр. При такой пусть небольшой, но статистике можно попытаться построить распределение по массам черных дыр и сравнить с теоретическими предсказаниями относительно того, как вообще могут образоваться пары черных дыр звездных масс. Здесь есть два основных сценария: изолированная эволюция (две тяжелые звезды с самого начала были вместе, а потом одна за другой превратились в черные дыры) и динамическое образование (черные дыры образовались независимо, а потом, за счет динамики в тесном скоплении, образовали связанное состояние).

Казалось бы, откуда вообще мы можем узнать, как образовалась пара черных дыр, если мы видим только последнюю секунду их совместной жизни? Оказывается, по расчетам, изолированная эволюция обычно дает пары черных дыр близкой массы, а различие масс вдвое и больше в таком сценарии очень маловероятно. Динамический сценарий тоже отдает предпочтение близким массам, но и сильно различающиеся пары тут тоже возможны. Кроме того, эти два механизма дают разные предсказания насчет ориентаций вращения двух черных дыр.

Пока что полученные данные не позволяют отдать четкое предпочтение конкретному механизму. Но в будущем, когда статистика станет больше, а измерения — точнее, результаты станут более конкретными. Кто знает, может быть, через десяток лет мы уже будем говорить про две разных популяции «чернодырных пар», разделенных по механизму их рождения, и будем считать всплески GW150914 и GW151226 первыми ласточками обеих популяций. Так или иначе, но то, что десятилетиями оставалось лишь уделом теоретической астрофизики, становится на наших глазах доступно экспериментальной проверке. Подробнее об этих измерениях и планах на будущее читайте в материале М. Мусина За волной волна.

Темп слияний

Еще одна величина, о которой астрофизики до сих пор могли судить только косвенно, это темп слияния черных дыр, то есть как часто происходят такие слияния в расчете на один кубический гигапарсек. До сих пор оценки, опирающиеся на разные аргументы, различались на порядки — собственно, поэтому, когда строили LIGO и другие детекторы, не было уверенности, когда обсерватория поймает первый гравитационно-волновой сигнал. Сейчас, когда мы имеем за душой 2 или 3 слияния за полтора месяца чистых наблюдений, у нас уже есть экспериментальное значение: общий темп слияний черных дыр звездных масс лежит в пределах 9–240 слияний в год в объеме один кубический гигапарсек. Не слишком точно, конечно, но это уже реальное число, подкрепленное наблюдениями.

Вообще, конечно, темп слияния для черных дыр разных масс тоже будет разный: тяжелых черных дыр меньше, чем легких, но с другой стороны, их «слышно» издалека. Если опираться только на данные, то можно лишь сказать, что в кубическом гигапарсеке в год ожидается несколько штук мощных событий типа GW150914 и несколько десятков (или даже до сотен) более слабых событий типа GW151226. Можно также оценить темп теоретически, на основе того распределения по массам, которое было получено из этих данных. Там погрешности побольше. Приведенное выше число, от 9 до 240 слияний/(год·Гпк3), охватывает диапазоны, полученные всеми этими методами.

Зная темп, накопив опыт в оценке шумов, а также опираясь на планы LIGO, мы можем оценить, на что LIGO может рассчитывать в ближайшем будущем. Это несколько событий во втором сеансе, который стартует осенью, и несколько десятков подобных слияний — в третьем. Пожалуй, вот эти оценки, вполне зрячие и обоснованные, — это сейчас самый главный повод для воодушевления. Они четко говорят, что ближайшие несколько лет станут периодом бурного развития гравитационно-волновой астрономии.

И в завершение — цитата Кристофера Берри, одного из участников коллаборации LIGO и автора очень информативного блога по гравитационно-волновой астрономии: «Мы живем в будущем, прямо сейчас. У нас, может быть, нет летающих скейтбордов, но эра гравитационно-волновой астрономии уже наступила. Не через 20 лет, не в следующем десятилетии, не через пять лет — а прямо сейчас. LIGO не просто открыла новое окно. Она вышибла его ко всем чертям и выпрыгнула наружу до того, как ударная волна вынесет всю стенку здания. Это всё настолько воодушевляет, что я даже не могу подобрать нормальную метафору. Вступительные слова во всех статьях по гравитационно-волновой астрономии будут отныне и навсегда совсем другими».

Источник: elementy.ru

104 КОММЕНТАРИИ

  1. I just want to mention I’m new to blogging and really loved you’re website. More than likely I’m likely to bookmark your blog post . You surely come with incredible article content. Thanks for sharing your web-site.

  2. I have a blog made with Blogger and it has Blogger logos at the top.. I’ve seen Blogger blogs without them, and it makes them a lot cooler..

  3. Using «Capability Manager» I have allowed contributors to upload media to the media library of my wordpress website.. . At the moment, however, they can still see the uploads that have been submitted by other users.. . I need to be able to moderate the uploads, so if everyone can see them before I do, it defeats the object!. . Therefore, how do you set wordpress so that a contributor can only see the content that they contribute?. . Thanks!.

  4. I simply want to say I am just beginner to blogging and really loved you’re blog site. Probably I’m going to bookmark your blog . You amazingly come with impressive article content. With thanks for sharing with us your website page.

  5. I would like to change my blogger archive frequency from 1 month to longer, like 3 months. How do I do this?.

  6. Thank you for sharing superb informations. Your site is very cool. I am impressed by the details that you have on this site. It reveals how nicely you perceive this subject. Bookmarked this web page, will come back for more articles. You, my pal, ROCK! I found simply the info I already searched everywhere and just could not come across. What a perfect web site.

  7. I am new to blog subscriptions and I am looking for an easy reader that is nice and organized that lets me view my blogs from my homepage or has a little scrollbox that is always up on the side of the computer screen. I started to use bloglines but it is really unorganized with all the blog names lined up on the side. Thanks a lot!.

  8. I need to start a free website and need information on where to go to get it started. Any info about starting a website is welcome!.

  9. I want to switch to a clean new WordPress theme for a site, but Google has indexed 2500 pages from the old site (mainly due to a calendar module creating a new page for each day). How do I ensure all those pages remain accessible for Google, without throwing up a «Page Not Found» when someone tries to access it after installing the new WordPress theme. The current site is content managed and is running pHp..

  10. I just want to tell you that I’m new to blogging and site-building and definitely savored you’re web site. Almost certainly I’m planning to bookmark your website . You actually have good articles. Thanks a bunch for sharing your web site.

  11. I want to know if I should do a trademark or copyright for the following…. . This pseudonym is used too make music (band) photography, writing and website. . . I want to own the name and also protect the work under it, what is the best way of doing this? Do I have to keep copyrighting individual pieces?.

  12. I have been browsing online greater than 3 hours today, but I by no means found any fascinating article like yours. It is pretty price sufficient for me. In my view, if all site owners and bloggers made just right content as you did, the internet will be much more useful than ever before.

  13. You really make it seem so easy with your presentation but I find this topic to be actually something which I think I would never understand. It seems too complicated and very broad for me. I am looking forward for your next post, I’ll try to get the hang of it!

  14. Thanks so much regarding giving my family an update on this subject on your blog. Please understand that if a brand new post becomes available or if perhaps any variations occur with the current posting, I would be considering reading more and focusing on how to make good usage of those tactics you share. Thanks for your efforts and consideration of others by making this web site available.

  15. I intend to begin my very own blog: exist such point as blogs that are completely «open», as well as anyone can view it? I maintain coming to the kind where you have to include other «pals» to utilize the site. Hyperlinks appreciated. Thanks!.

  16. Just wish to share something. I require to send my blog sites to blog sites with so many individuals reviewing blogs. That’s what I require many.

  17. I am requesting for my mom. She doesn’t always want to earn money off them, her objective is to use her blog site (when prominent) and use it as references to possibly help her get a news article. She has a title for one called «Response to Life’s Troubles». Where can she post blogs as well as they become preferred? She posted it currently on WordPress yet there are 3 million individuals uploading blogs hers obtains shed in the mix. Any ideas?.

  18. What is an excellent complimentary blog writing website that I can respond to blogs and also others will respond to me?

  19. I’m interested in making my own songs blog site as well as I’m continuously browsing many songs blog sites throughout the day locating new music initially prior to other people that I know. However just how specifically do those blog sites discover that songs first? Can I actually begin by simply publishing the songs I find on other blogs?.

  20. What are the most prominent blog site sites in the Philippines where I can submit my blog sites for others to review?

  21. I like Facebook, but I despise that their notes section isn’t as appealing as MySpace’s blogs. I’ve just recently transferred a blog site from MySpace to Facebook making use of the «share» symbol located underneath each blog … However, I do not such as the way it shows up on my Facebook page. Are there any much better ways to import my blog sites?.

  22. Normally I do not read post on blogs, however I would like to say that this write-up very pressured me to take a look at and do it! Your writing taste has been surprised me. Thanks, quite great post.

  23. I want to start my own blog: exist such thing as blog sites that are entirely «open», and also anybody can see it? I keep concerning the kind where you need to include various other «good friends» to utilize the site. Links valued. Many thanks!.

  24. After study a few of the blog posts with your site now, we truly such as your method of blogging. I bookmarked it to my bookmark site list and will be checking back soon. Pls look into my website likewise and told me what you believe.

  25. I am about to begin a blog. In addition to several other hopeful’s, I want to ultimately make money off it. I saw a great deal of sites do not allow you to make money of google advertisement sense as well as things like that. What are some sites I can start my blog on that will enable this since it seems to be the most profitable method to make money off a blog site?.

  26. Exactly how do I begin a blog under a pen-name as well as preserve my privacy. How do you then obtain normal visitors?

  27. I am about to start a blog. Together with numerous various other hopeful’s, I intend to ultimately generate income off it. I noticed a lot of sites do not enable you to earn money of google advertisement sense as well as things like that. What are some websites I can start my blog on that particular will allow this because it seems to be one of the most successful way to generate income off a blog site?.

  28. How do I begin a blog under a pen-name as well as maintain my anonymity. Just how do you then get regular visitors?

  29. i need some suggestions for a blog. i currently do rhymes as well as studies on it yet i wan na discuss something.

  30. Can I simply say what a reduction to search out someone who truly is aware of what theyre speaking about on the internet. You positively know the way to carry an issue to light and make it important. Extra people have to learn this and perceive this aspect of the story. I cant imagine youre not more in style because you positively have the gift.

  31. I’m creating a brand-new blog concerning literary works (what I have actually checked out, what I read), but I’m having trouble thinking about a title. I such as the concept of something concerning a fixation with literature but I think bookophilia gets on the ordinary side. What do you think about Litophilia? Is it as well comparable to «lithophilia» Which implies the love of rocks? Any ideas? Many thanks!.

  32. Hey I know this is off topic but I was wondering if you knew of any widgets I could add to my blog that automatically tweet my newest twitter updates. I’ve been looking for a plug-in like this for quite some time and was hoping maybe you would have some experience with something like this. Please let me know if you run into anything. I truly enjoy reading your blog and I look forward to your new updates.|

  33. I require to understand exactly how to view my articles or comments on other individuals blog sites. Exists anywhere I could go to get a listing of all my blog posts?. Any type of assistance appreciated.

  34. I have a blog site with blogger. I have registered my blog site making use of a gmail account. Currently, I intend to use a brand-new gmail account and I wanted to import my entire blog site in addition to the messages and also remarks to this new gmail id … Please inform me, is this possible and just how can it be done?.

  35. I’m intending to look at blog sites containing music I like, yet filtering through all the detached, dated and also crap blog sites is a headache. I understand there are thousands of blog sites, exists a good resource to seek the preferred ones?.

  36. 3commas is one of the best crypto trading bots on the market. It is fully packed with features like smart trading, profit trading bots, bitcoin bot etc

  37. Thank you for the sensible critique. Me and my neighbor were just preparing to do some research about this. We got a grab a book from our area library but I think I learned more from this post. I’m very glad to see such magnificent info being shared freely out there.

  38. I have to express my respect for your kind-heartedness supporting individuals who must have assistance with this content. Your real commitment to passing the solution all around had become wonderfully useful and have usually made girls much like me to attain their pursuits. The informative guide denotes much a person like me and further more to my colleagues. Best wishes; from each one of us.

  39. Hi, Neat post. There’s an issue along with your website in web explorer, would check this¡K IE nonetheless is the market chief and a big component to other people will omit your magnificent writing due to this problem.

  40. What’s Happening i am new to this, I stumbled upon this I’ve
    found It absolutely useful and it has aided me out loads. I hope to give a contribution & aid other users like its helped me.
    Great job.

  41. whoah this blog is excellent i like reading your articles. Keep up the great work! You realize, many people are looking round for this info, you could help them greatly.

  42. Nice blog right here! Also your website quite a bit up fast! What host are you the use of? Can I get your associate hyperlink in your host? I want my web site loaded up as quickly as yours lol

  43. Thanks for another informative blog. Where else may just I get that type of information written in such an ideal approach? I have a undertaking that I am just now operating on, and I have been at the look out for such info.

  44. I love what you guys are up too. This sort of clever work and
    coverage! Keep up the wonderful works guys I’ve added
    you guys to our blogroll.

  45. Where online can an accredited psyciatrist message write-ups (or blogs) for them to end up being popular?

  46. Wow, incredible blog layout! How long have you been blogging for?
    you make blogging look easy. The overall look of your site is magnificent,
    let alone the content!

  47. Hi there, just became aware of your blog through Google, and found that it is really informative.
    I am gonna watch out for brussels. I’ll be grateful if you continue this in future.
    Many people will be benefited from your writing.

    Cheers!

  48. I think that is one of the such a lot significant info for me.

    And i am satisfied reading your article. But wanna commentary
    on some basic issues, The web site style is great, the articles
    is actually excellent : D. Excellent job, cheers

  49. Thank you for the good writeup. It if truth be told was once a amusement account
    it. Glance complicated to more brought agreeable from you!
    However, how can we be in contact?

  50. I believe that is one of the so much important info for me.
    And i’m satisfied reading your article. However wanna statement
    on few common things, The site taste is ideal, the articles is actually excellent : D.
    Excellent task, cheers

  51. Howdy are using WordPress for your site platform? I’m new to the blog world but I’m trying to get started and set up my own. Do you require
    any coding expertise to make your own blog? Any help would be
    really appreciated!

  52. I like the helpful information you provide in your articles.
    I’ll bookmark your blog and check again here frequently.
    I am quite certain I will learn a lot of new stuff right here!
    Good luck for the next!

  53. We are a gaggle of volunteers and opening a new scheme in our community.
    Your website provided us with helpful information to work on. You have performed a
    formidable process and our entire neighborhood will probably be thankful to you.

  54. It’s truly very complicated in this busy life to listen news on TV, therefore I simply use web for that reason, and take the most recent news.

  55. continuously i used to read smaller articles that as well clear their motive, and that
    is also happening with this article which I am reading at this place.

  56. I was just looking for this info for some time. After six hours of continuous Googleing, finally I got it in your site. I wonder what’s the lack of Google strategy that do not rank this kind of informative websites in top of the list. Usually the top sites are full of garbage.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ