Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Наногерцовые гравитационные волны - 2022

Saturday, 15 January, 13:01, don-beaver.livejournal.com
"Популярная механика" обсуждает квазигодовые волны: «Физики нашли «фон» гравитационных волн: почему это важно для всех нас?»
https://www.popmech.ru/science/news-796553-fiziki-nashli-fon-gravitacionnyh-voln-pochemu-eto-vazhno-dlya-vseh-nas/
Это реакция на новые данные о наногерцовых гравитационных волнах: https://arxiv.org/abs/2201.03980. Работа суммирует данные всех консорциумов. Вот итоговая картинка спектра волн на периодах больше года (он отмечен пиком на кривой инструментальной чувствительности, явно связанным с максимумом ошибок с годовым периодом):

Суммарные данные усиливают прежние выводы о существовании фона наногерцовых гравволн. К моему большому сожалению, не показаны данные диапазона на частотах больше года (>3.2*10^-8), хотя на данных НАНОГРАВА прошлого года спектр (вернее, шум) тянулся до 7*10^-8 гц. Понятно, что причина в том, что в той области ничего не нашли. Но, с моей точки зрения, именно здесь и зарыта собака.

Обсуждаемые источники наногерцовых волн делятся на 4 класса:
1. Квантовая чепуха – даже перечислять не хочу эту тьму гипотез, самая смешная из которых – космические струны (это не те, которые из струнных теорий, но тоже хороши).
2. Двойные сверхмассивные черные дыры сравнительно неподалеку.
3. Первичные черные дыры, возникшие после Большого Взрыва (тоже по куче квантовых причин), и чье сравнительно высокочастотное грав. излучение (при взаимных слияниях) растянулось ныне в наногерцовую область.
4. Реликтовые черные дыры, перешедшие из предыдущих циклов и возникшие при взрывах сверхновых. Их сравнительно высокочастотное (около сотни герц) грав. излучение (при взаимных слияниях) растянулось ныне в наногерцовую область.
Реальная (подтвержденная физика) – это только в классах 2 и 4. Последний пункт – это моя теория (https://arxiv.org/abs/2110.10218). На нее потихоньку начинают ссылаться (https://arxiv.org/abs/2112.08064).

Тут важно, что все три первых класса дают достаточно плавный, обычно степенной, спектр наногерцовых гравволн. 1 и 3 классы – потому что ничем не скованы, 2-ой – потому что сверхмассивные черные дыры имеют спектр масс протяженностью пять порядков величины и любые взаимные расстояния на последнем парсеке.

4 случай гораздо более конкретен. В область длинных волн его спектр гравволн тоже тянется далеко, а вот в область коротких волн или высоких частот должен обрываться. Дело в том, что при слиянии черных дыр их частота задается частотой орбитального вращения, то есть минимальным взаимным расстоянием, то есть радиусом дыр, а, следовательно, их массой. Чем мельче черная дыра, тем более высокочастотную волну она породит при слиянии с такой же дырой. Но астрофизическое происхождение накладывает теоретическое ограничение на размер дыр – они не могут быть меньше 3-4 масс Солнца - и это подтверждается наблюдательными данными ЛИГО и других инструментов. Следовательно, именно такие дыры и дадут самую высокочастотную волну, которая сейчас должна быть как раз в районе 3.2*10^-8 герц. Если уменьшить массу, то это будет уже не черная дыра, а нейтронная звезда, а у нее радиус побольше, следовательно, и частота гравволн при слиянии будет меньше. Значит, если наблюдаемые наногерцовые волны рождаются реликтовыми дырами, то после частот >3.2*10^-8 герц будет провал, практическое отсутствие гравволн. Может, я упускаю какой-то эффект, который уничтожит такой провал, но пока это выглядит достаточно надежным предсказанием. Отметим, что на рисунке выше, теоретическая падающая кривая (она получена для случая 2 - вращения недалеких сверхмассивных дыр) не очень хорошо описывает подъем данных к годовому пику. А вот для меня такой пик вполне приемлем, потому что количество черных дыр, прежде чем оборваться в пропасть > 4Ms, растет и дает как раз максимум перед этим провалом. Если этот провал будет подтвержден, это будет ключевым доказательством цикличности нашей Вселенной, потому что для любых других теорий зона частот чуть больше года ничем не примечательна и не выделена.

Ну, радиотелескописты обещают быстрый прогресс и присоединение новых данных – так что ждем!
Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)