Через 100 лет после предсказания Эйнштейна 14 сентября 2015 года коллаборации LIGO и VIRGO впервые зафиксировали гравитационно-волновой сигнал, то есть напрямую засекли гравитационные волны. Это открытие заложило фундамент для гравитационно-волновой астрономии, ведь без преувеличения можно сказать, что гравитация является самым обсуждаемым в научном сообществе физическим явлением. Но выяснили ли ученые, что породило эти гравитационные волны?

Немалую роль в коллаборации, обнаружившей гравитационные всплески, сыграла российская группа физиков в LIGO из МГУ имени М.В. Ломоносова. В качестве источника гравитационных волн они ожидали увидеть пульсары с несимметричной частотой вращения. Однако им оказались две сливающиеся черных дыры, которые могли родиться внутри одной и той же гигантской звезды массой в несколько сотен Солнц.

Источник же пойманных LIGO гравитационных волн нашел зонд «Ферми». Он зафиксировал в южном полушарии ночного неба слабые, но хорошо заметные вспышки гамма-излучения ровно через 0,4 секунды после того, как через Землю прошли гравитационные волны, зафиксированные детекторами LIGO.

По словам Абрахама Лоеба из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра в американском Кембридже, слияние черных дыр звездной массы не должно воспроизводить вспышки в гамма-диапазоне. Так что они взялись изучать физические свойства события, обнаруженного «Ферми». Очень скоро они поняли, что оно происходило по крайне необычному сценарию. Из одной звезды сформировались две черные дыры, а затем фактически в один момент слились воедино.

Эта звезда была супертяжеловесом, в сто раз тяжелее Солнца. В ней не было практически ничего, что было бы тяжелее гелия, а скорость ее вращения была крайне высока. Такие звезды появляются, когда в них вливаются два небольших светила. Живут они очень мало, но умирают очень ярко. Благодаря как раз тому сверхбыстрому вращению, в последние минуты жизни они как бы раздваиваются, становясь похожими на гантель, состоящую из двух половинок. Каждой из них суждено стать черной дырой. Именно этот момент и зафиксировал «Ферми».

Новорожденные черные дыры были близки друг к другу на расстоянии диаметра Земли. По этой причине они слились друг с другом на 4 минуты. Это мгновенное по космическим меркам событие породило гравитационные волны, зафиксированные детекторами LIGO. В них, по оценкам ученых, преобразовалось примерно 5% от первоначальной общей массы черных дыр (сами они были тяжелее Солнца в 29 и 36 раз).

Если такая значительная часть массы черных дыр становится гравитационными волнами, как тогда изменяется общая гравитационная масса Вселенной? Здесь важна обработка источников гравитационного поля в присутствии этих волн. Эйнштейн еще к 1916 году пришел к выводу о том, что как источник гравитационного поля его энергия и энергия вещества эквивалентны.

Эту гравитационную энергию он включил в правую часть своего уравнения. За год всевозможных обсуждений этой ситуации с коллегами, он убрал ее из правой части в 1917 году. Источником гравитационного поля стало лишь вещество с его электромагнитным полем. Как итог: общая масса Вселенной при ее расширении изменяется. Правда, это согласовалось только с Эддингтоном и Шредингером.

❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA: