МОСКВА, 16 июн – РИА Новости. Физик Михаил Городецкий, профессор Московского государственного университета и научный директор Российского квантового центра, участник коллаборации LIGO, рассказал РИА "Новости" о том, как будет работать детектор после его обновления в этом году и что ожидают увидеть ученые от "гравитационной Вселенной".
Вчера ученые из коллаборации LIGO объявили о втором в истории человечества прямом детектировании гравитационных волн, порожденных в результате слияния двух относительно небольших черных дыр, удаленных от нас на расстояние в 1,4 миллиарда световых лет. Их масса, по расчетам ученых, превышала солнечную в 14 и 8 раз.
Большую роль в коллаборации, обнаружившей оба всплеска играют российская группа физиков в LIGO из МГУ им. М.В. Ломоносова, которую до последнего времени возглавлял ныне покойный профессор Владимир Борисович Брагинский, и группа из нижегородского Института прикладной физики РАН.
— Данный сигнал был гораздо слабее, чем сентябрьские гравитационные волны, насколько возможно обнаружение его источника в будущем, если LIGO удастся улучшить методики анализа данных?
— Скорее всего, этого не получится, так как возможность поиска источника данных волн определяется соотношением сигнал/шум и количеством детекторов. Наши шаблоны, которые были разработаны для поиска подобных событий, и процедуры фильтрации сигнала работают на теоретически предельном уровне, и они выжимают из экспериментальных данных все, что там есть.
С другой стороны, если вспомнить первое детектирование, то после этого была опубликована еще одна статья, где авторы использовали немного другие, более точные приближения теории относительности для построения шаблонов. Эти расчеты чуть сузили зону поиска источника сигнала, но при этом в целом подтвердили предыдущий результат, что говорит, что из этих данных вряд ли получится выжать что-то новое. Надеемся, что новые обнаружения источников гравитационных волн будут более удачными в этом отношении.
— Если говорить о том, что породило эти вспышки гравитационных волн, то недавно группа ученых из Гарварда предположила, что такие пары черных дыр могут возникать внутри особенно крупных звезд. Это могло бы объяснять высокую частоту их столкновений. Говорят ли новые данные в пользу этой теории или того, что черные дыры родились отдельно и объединились в пару уже потом?
— Эта гипотеза пока не имеет под собой достаточно твердых оснований, и на сегодняшний день преобладает мнение, что черные дыры рождаются на большом расстоянии друг от друга, и только потом, благодаря гравитационным взаимодействиям между собой, сближаются. Что касается частоты вспышек: подобные события происходят крайне редко, однако они обладают высокой мощностью, благодаря чему мы их видим чаще, чем слияния нейтронных звезд.
— Руководство LIGO надеется, что увеличение чувствительности детектора в два раза, которое произойдет благодаря его обновлению в этом году, поможет обсерватории зафиксировать гравитационные волны, порождаемые сливающимися нейтронными звездами. Как вы считаете, насколько вероятно подобное обнаружение?
— Конечно, мы ожидаем таких открытий. Более того, изначально LIGO проектировался именно под детектирование нейтронных звезд, и те параметры чувствительности антенн, которые есть в обзорных статьях, рассчитаны как раз под нейтронные звезды.
С другой стороны, частота вращения нейтронных звезд может быть выше, а скорость сближения меньше, что является и плюсом, поскольку можно зарегистрировать больше периодов вращения в течение большего времени, и одновременно минусом, поскольку чувствительность на высоких частотах хуже. Если повысится чувствительность и нам удастся избежать ее сильного падения на высоких частотах, мы вполне сможем найти подобные гравитационные волны.
Что интересно, наши российские коллеги из ГАИШ МГУ первыми предсказали то, что мы обнаружим черные дыры, а не нейтронные звезды, задолго до запуска LIGO. Получилось, что они были более правы, чем астрофизики LIGO.
— Так называемые парно-нестабильные сверхновые являются одними из самых необычных, мощных и катастрофических событий во Вселенной, когда звезды массой в сотни раз больше Солнца взрываются наподобие гигантской термоядерной бомбы. Сможет ли LIGO находить гравитационное "эхо" подобных взрывов?
— Это один из объектов, который мы планируем искать. В LIGO есть несколько групп, одна из которых занимается поиском сигналов от слияний нейтронных звезд и черных дыр, а вторая – всплесками гравитационных волн от других объектов, в том числе от взрывов сверхновых.
К сожалению, их гораздо сложнее идентифицировать – мы увидим гравитационные волны, порождаемые такими катастрофами, однако даже если мы обнаружим это событие, мы увидим бесформенный всплеск. Мы не сможем рассчитать ничего для взрыва сверхновой, так как гравитационная волна возникнет, если взрыв будет крайне несимметричным. Если нам повезет, и если в нашей галактике вспыхнет сверхновая, то мы должны увидеть такой сигнал.
Еще существует третий возможный источник гравитационных волн – пульсары. К примеру, в Крабовидной туманности есть пульсар, оставшийся после взрыва сверхновой, и мы знаем его частоту вращения. Если допустить, что он тоже несимметричен, то тогда он будет производить гравитационные волны, которые мы тоже сможем обнаружить. Эти волны могут быть очень слабенькие, но за счет длительных наблюдений мы сможем накопить этот сигнал и "вытащить" их.
