Maybaygiare.org

Blog Network

重力波のおかげで空間に音があります

マージブラックホールは、特定の周波数の重力波を作成するオブジェクトの一つのクラスです。.. そして振幅。 LIGOのような検出器のおかげで、これらの音が発生すると「聞く」ことができます。

LIGO、NSF、A.Simonnet(SSU)

長い間、空間には音がないと言われてきました。 従来の音は媒体を通過させる必要があり、粒子が圧縮されてrarifyするときに作成され、単一のパルスのための大きな”強打”からパターンを繰り返すための一貫したトーンに何かを作ります。 そのような信号が消えるほどの粒子がほとんどない宇宙では、太陽フレア、超新星、ブラックホールの合併、および他の宇宙の大災害でさえ、彼らが今まで聞 重力波:しかし、通過する空間自体のファブリック以外のものを必要としない圧縮と希薄化の別のタイプがあります。 LIGOの最初の肯定的な検出結果のおかげで、私たちは宇宙を初めて聞いています。

二つの合体ブラックホール。 一方、ブラックホールが一緒に来るinspiralの結果。.. 重力波は余分なエネルギーを運びます。 その結果、背景の時空が歪んでしまいます。

sxs、シミュレーション極端な時空(SXS)プロジェクト(http://www.black-holes.org)

重力波は、一般相対性理論によると、重力の理論が一貫しているために存在す ニュートンの重力とは異なり、互いに周回する二つの質量は永遠にその構成に残るが、アインシュタインの理論は、十分に長い時間にわたって重力軌道が減衰すると予測した。 太陽を周回する地球のようなもののために、あなたはそれを経験するために生きることは決してないでしょう:地球が太陽に螺旋を描くのに10^150年 しかし、2つの中性子星が互いに周回するような、より極端なシステムでは、実際には時間の経過とともに軌道が減衰するのを見ることができます。 エネルギーを節約するために、アインシュタインの重力理論は、エネルギーが重力波の形で運ばれなければならないと予測しました。

二つの中性子星が互いに軌道を周回するにつれて、アインシュタインの一般相対性理論は軌道を予測します。.. 崩壊、および重力放射の放出。 前者は、点と線(GR予測)がどのように非常によく一致するかによって証明されるように、長年にわたって非常に正確に観察されてきました。

NASA(L)、Max Planck Institute for Radio Astronomy/Michael Kramer

これらの波は非常に弱く、時空内の物体への影響は非常に小さいです。 しかし、ラジオの構成要素がそれらの長い周波数の光波を聞く方法を知っているのと同じように、それらを聞く方法を知っていれば、これらの信号を検出して、他の音を聞くのと同じように聞くことができます。 振幅と周波数で、彼らは他の波と違いはありません。 一般相対性理論は、これらの波がどのように聞こえるべきかを明示的に予測し、最大の波を生成する信号は検出するのが最も簡単なものです。 最大振幅は、すべての音? それは互いに螺旋状に二つのブラックホールのinspiralとマージ”チャープ”です。

高度なLIGOが初めてデータを収集し始めたわずか数日後、2015年の九月に、大きな、珍しい信号が発見されました。 それは皆を驚かせました、それはちょうど短い、200ミリ秒のバーストでそんなに多くのエネルギーを運んでいたので、それは観測可能な宇宙のすべての星を合わせたものよりも輝いていたでしょう。 しかし、その信号は堅牢であることが判明し、そのバーストからのエネルギーは、36と29の太陽質量の二つのブラックホールから来て、単一の62太陽質量のものにマージしました。 三つの太陽質量を失っている人? 彼らは純粋なエネルギーに変換されました:重力波は宇宙の生地を波打つ。 それはLIGOがこれまでに検出した最初のイベントでした。

重力波の最初の堅牢な検出のLIGOからの信号。 波形は単なるものではありません。.. 視覚化;それはきちんと聞けば実際に聞くものをの代表である。

連星ブラックホール合体からの重力波の観測B.P.Abbott et al.,(LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration),Physical Review Letters116,061102(2016)

今では一年以上後です,そしてLIGOは現在、その第二の実行にあります. 他のブラックホール-ブラックホールの合併が検出されただけでなく、新しい検出器が新しいタイプの音に私たちの耳を開くので、重力波天文学の未来 宇宙干渉計は、リサのように、より長いベースラインを持ち、より低い周波数の音を聞くでしょう:中性子星の合併、超大質量ブラックホールの饗宴、非常に不均等な質量との合併のような音。 パルサータイミングアレイは、超大質量ブラックホールのペアOJ287のように、完了するのに何年もかかる軌道のように、さらに低い周波数を測定することができます。 そして、新しい技術の組み合わせは、すべての最も古い重力波、宇宙のインフレによって予測された遺物の波、私たちの宇宙の初めに戻って探します。

宇宙のインフレーションによって生成された重力波は、人類ができる時間に戻る最も遠い信号です。.. 潜在的に検出することを想像する。 BICEP2とNANOgravのようなコラボレーションは、今後数十年で間接的にこれを行うことができます。

国立科学財団(NASA、JPL、ケック財団、ムーア財団、関連)-資金BICEP2プログラム。

ありがたいことに、天体物理学者ジャンナレビン—幻想的な本の著者,ブラックホールブルースや宇宙からの他の曲—境界研究所今夜で公開講義を与えるために態勢を整えています,月3日,午後7時東部/午後4時太平洋,そしてそれはここでライブストリーミングされ、リアルタイムで私によってライブブログされます! この信じられないほどのトピックについてさらに多くのために、私たちに参加し、私は彼女の話を聞くのを待つことができません。

ライブブログは数分前に開始されます4:00Pm Pacific; ここで私たちに参加し、一緒に従ってください!

重力質量による、一般相対論的な画像における時空の反り。

LIGO/T.Pyle

10:50PM:ショータイムまで10分です。

1. 一般相対性理論では、質量の間に目に見えない力が加わる「距離での行動」の代わりに、物質とエネルギーが時空の生地を歪め、歪んだ時空が重力として現

2.)無限の速度で移動するのではなく、重力は光の速度でのみ移動します。

3. これは、大規模なオブジェクトの位置、構成、動きなどに変更が発生した場合を意味するため、これは重要です。、その後の重力変化は光の速度でのみ伝播する。

重力波を生成する二つのマージブラックホールのコンピュータシミュレーション。

これは、例えば、重力波は光速でしか伝播できないことを意味する。 重力波を「検出」すると、その質量構成が変化したときの信号を検出します。

5.)LIGOによって検出された最初の信号は、約13億光年の距離で発生した。 宇宙は、その合併が起こったときに今日よりも約10%若かった。

時空の波紋は重力波とは何か。

欧州重力観測所、ライオネルブレット/ユーロリオス

6。 重力が無限の速度で移動すると、惑星の軌道は完全に不安定になります。 惑星が太陽の周りを楕円で動くという事実は、一般相対性理論が正しければ、重力の速度は光の速度と約1%の精度に等しくなければならないことを午後3時57分7秒)LIGOがこれまでに見てきたものよりも多くの、より多くの重力波信号があります。

8.)信号を「見やすい」ものにするのは、その振幅の組み合わせ、つまり、経路の長さ、または空間内の距離とその周波数をどれだけ変形できるかです。

LIGOのレーザー干渉計システムの簡略化された図。

LIGOコラボレーション

9.)LIGOの腕はわずか4キロの長さであり、ミラーは光を何千回も反射する(ただしそれ以上は反射しない)ため、LIGOは1Hz以上の周波数しか検出できません。

今年の初めに、LIGOは重力波の史上初の直接検出を発表しました。 によって。.. 宇宙に重力波観測所を建設することで、意図的な異星人の信号を検出するのに必要な感度に達することができるかもしれません。

ESA/NASAとLISAのコラボレーション

10.)より遅い信号のために、私達はより長いレバー腕およびより大きい感受性を必要とし、それはスペースに行くことを意味する。 それが重力波天文学の未来です!

4:01PM:やったぞ! Janna Levinを開始し、紹介する時間! (あなたが疑問に思っていた場合は、”YON-na”ではなく、”JAN-na”と発音してください。)

これまでに直接観測された最初のブラックホールのペアのinspiralと合併。

B.P.Abbott et al. (LIGO科学コラボレーションと乙女座のコラボレーション)

4:05PM: ここでは大きな発表/ショットです:最初の重力波の最初の直接記録。 アインシュタインが最初に一般相対性理論を出してから100年かかり、彼女は録音をしています! あなたが行くと聞いていることを確認してくださ 結局のところ、宇宙で音を「聞く」とはどういう意味ですか、そしてなぜこれが音なのですか? それが彼女の話の目的だと彼女は言う。

銀河マフェイ1とマフェイ2は、天の川銀河の平面上にあり、見ることによってのみ明らかにすることができます。.. 天の川の塵を通して。 すべての中で最も近い大きな銀河のいくつかであるにもかかわらず、それらは20世紀半ばまで発見されませんでした。4:08PM:あなたが宇宙に何があるかを考えると、ガリレオの時にはこれを知る方法はありませんでした。 私たちは黒点、土星などについて考えていました。 そして、偉大な宇宙のスケールや距離を想像することは完全にできませんでした。 “他の銀河を想像する”ことを忘れて、私たちはこれのいずれかを想像していませんでした!4:10PM

午後4:10pm

: JannaはSloan Digital Sky Surveyから(私が認識している)私のお気に入りのビデオの1つを見せています! 彼らは、最も近い銀河の400,000の調査を取り、三次元でそれらをマッピングしました。 これは私たちの(近くの)宇宙がどのように見えるかであり、あなたが見ることができるように、それは本当にほとんど空の空間です!

各星の温度範囲を持つ(現代の)Morgan–Keenanスペクトル分類システム。.. クラスはケルビンで、その上に示されています。

: 彼女は彼女が完全に光沢があることを本当に素晴らしいポイントを作ります:約1-in-1000の星だけがブラックホールになるでしょう。 私たちの30光年以内に400以上の星があり、そのうちのゼロはOまたはB星であり、それらのゼロはブラックホールになっています。 これらの最も青く、最も巨大で最短寿命の星は、ブラックホールに成長する唯一のものです。

加速されたロケット(左)と地球上の床に落ちるボールの同じ動作。.. (右)はアインシュタインの等価原理の実証である。

ウィキメディア-コモンズのユーザー Markus Poessel、Pbroks13によってレタッチ

4:15PM:”アインシュタインの理論はどこから来たのか”を考えると、ヤンナは大きなポイ あなたが重力を持っている場合は、例えば、あなたの椅子に”重い”と感じることを考慮するかもしれません。 しかし、あなたが持っているこの反応は、重力ではなく、加速していた場合に感じるのとまったく同じ反応です。 それはあなたが感じる重力ではありません、それはあなたの周りの問題の影響です!午後4時17分:バンドOKGOは嘔吐彗星で飛んでビデオをしました。 Jannaは著作権上の理由から、オーディオで全部を表示することはできず、それを強くお勧めします。 幸いにもあなたのために、インターネットのおかげで。.. ここにあります! あなたのレジャーでお楽しみください!

太陽の周りのパスで地球の軌道の周りを一度旅行することは940万キロの旅です。LARRY McNish at Rasc Calgary Centre

4:19PM:重力のための別の巨大な啓示があります:物事がどのように機能するかを理解する方法は、物事がどのように落ちるかを見 月は地球の周りに”落ちている”;ニュートンはそれを実現しました。 しかし、地球は太陽の周りに落ちています; 太陽は銀河の周りに”落ちている”、そして原子は地球上でここに”落ちる”。 しかし、彼らがすべて自由落下している限り、同じルールがすべてに適用されます。 すごい!

ブラックホールは、宇宙が生まれていなかったものですが、時間の経過とともに獲得するように成長しました。 彼らだ.. 今、宇宙のエントロピーを支配します。

♥Kraus、物理教育グループKraus、Universität Hildesheim;Axel Mellinger(背景)

4:21PM:ここで楽しい啓示です:ブラックホールを崩壊した、粉砕された物質として考えるのをやめてください。 代わりに、それを単に強い重力特性を持つ空の空間の領域と考えてください。 実際、あなたがしたのがこの空間領域に「質量」を割り当てることだけであれば、それは完全にシュワルツシルト(帯電していない、回転していない)ブラックホールを定義するでしょう。

私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホール(Sgr A*)は、ほこりの多いガス状に包まれています。.. 環境。 X線や赤外線の観測は部分的にそれを見ることができますが、電波は最終的にそれを直接解決することができるかもしれません。

div: あなたが太陽の質量をブラックホールに落ちるならば、あなたは特異点で押しつぶされるまで(Jannaによると)イベントの地平線を越えてから約1マイクロ これは私がかつて計算したものと一致しています天の川の中心にあるブラックホールの場合、約10秒があります。 天の川のブラックホールは私たちの太陽の4,000,000倍の大きさなので、数学のようなものがうまくいきます!ウェーバーバーとして知られている彼の初期段階の重力波検出器、とジョセフ*ウェーバー。特別なコレクションと大学のアーカイブ、メリーランド大学図書館

4:26PM:どのように重力波を検出しますか? 正直なところ、それは海の表面にいるようなものでしょう;あなたは宇宙の表面に沿って上下にボブしたいです,そして、これらの波が本物であったかどうかについては、コミュニティに大きな議論がありました. ジョー-ウェーバーが来て、これらの重力波を測定しようとすることを決めたまでではありませんでした驚くべき装置を使用して-アルミバー-波紋がバーを”摘み取った”と振動することになる驚異的な装置。

ウェーバーは、彼が重力波で識別した多くのそのような信号を見ましたが、残念ながら、これらは再現されたり検証されたりしませんでした。 彼は、彼の賢さのすべてのために、非常に慎重な実験者ではありませんでした。4:29PM:Jon Grobertからtwitterで良い質問があります:「私は彼女が言ったことについて質問があります-ブラックホールの中に何かがあります、ありませんか? 重い中性子星のように。「特異点は、点のようなもの(回転しない特異点の場合)または1次元リング(回転するものの場合)であるが、凝縮された、崩壊した、3次元の物質ではない。なぜですか?

なぜですか?

構造として残るためには、力が伝播し、粒子間で伝達される必要があるためです。

構造として残るためには、力が伝播し、粒子間で伝達される必要が しかし、粒子は光の速度でのみ力を伝達することができます。 しかし、光でさえも、ブラックホールの出口に向かって”外側に”移動することはできません。 そして、何も自分自身を保持することはできませんし、すべてが特異点に崩壊します。 悲しいが、物理学はこれを避けられないものにする。

左から右へ:2つのLIGO検出器(米国のHanfordとLivingstonにある)とVirgo検出器。.. (カッシーナ、イタリア)。

©LIGO Laboratory(first two images)and Virgo/Nicola Baldocchi2015

4:32PM:ウェーバーの失敗(そして名声から落ちる)の後、LIGOのアイデアは1970年代にライ-ワイスによって来ました。LIGOが結実するまでに40年以上かかりました(そして1,000人以上が実現しました)が、最も素晴らしいことは実験的に可能であったということでした。 二つの非常に長いレバーアームを作ることによって、あなたは通過する重力波の効果を見ることができました。4:34PM:これは重力波が何をするかを説明する私のお気に入りのビデオです。

それは、スペース自体(そしてその中のすべて)をわずかに前後に移動させます。 レーザー干渉計(LIGOなど)を設定している場合は、これらの振動を検出できます。 しかし、あなたが十分に近く、あなたの耳が十分に敏感であれば、あなたは鼓膜でこの動きを感じることができました!午後4時35分: 私はいくつかの本当に良いヘッドフォン、周囲を持っているが、残念ながら私はジャンナが演奏している別の重力波モデルの信号を聞くことがで

米国ワシントン州の重力波を検出するためのLIGO Hanford Observatory。

Caltech/MIT/LIGO Laboratory

4:38PM:これはLIGO検出器の中で、世界で最も先進的な真空であると考えるのは面白いです。 しかし、鳥、ラット、マウスなど。、そこにすべての下にあり、彼らは光が通過するほぼ真空チャンバーに自分の道をかむ。 しかし、もし真空が壊れていたら(それは1998年以来一定であった)、実験は終わっていたでしょう。 ルイジアナ州では、ハンターはLIGOトンネルで撮影しました。 この装置がどれほど敏感で高価であるかは恐ろしいことですが、それでもすべてがどれほど脆弱であるかは恐ろしいことです。4:41PM:ジャンナは、サスペンスが、非常に人間的な方法でこの物語を伝える本当に素晴らしい仕事をしています。 私たちは、上記の映画の中で劇的に減速した2つの周回ブラックホールの最後のいくつかの軌道を見ただけです。 彼らはわずか数百キロ離れていた、それらの最後の四つの軌道は200ミリ秒を要した、そしてそれはLIGOが見た信号の全体です。

4:43PM:トーク内のイベントを聞く/聞くのに問題がある場合は、このビデオ(上)を自然なピッチと増加したピッチの両方で聞いてください。 2015年12月26日からの小さなブラックホール(およそ8太陽質量と13太陽質量)は、同じ年の9月14日からの大きなブラックホール(29太陽質量と36太陽質量)よりも静かで高い音を立てています。

: Jannaは、これがビッグバン以来、これまでに検出された最も強力な出来事だったと言います。 そして、それは私たちの検出の限界のために、技術的にしか真実ではありません。

ブラックホールの合体を得ると、合体対の中で最も質量の小さいブラックホールの質量の約10%がアインシュタインのE=mc2を介して純粋なエネルギーに変換される。 29個の太陽質量はたくさんありますが、何億、あるいは何十億もの太陽質量のブラックホールが合体しているでしょう。 そして、我々は証拠を持っています。

これまでに見た中で最も巨大なブラックホールのバイナリ信号:OJ287。

S. Zola&NASA/JPL

4:49PM:これはOJ287で、150万太陽質量ブラックホールが-18億太陽質量ブラックホールを周回しています。 完全な軌道が発生するのに11年かかり、一般相対性理論はここで軌道あたり270度の歳差運動を予測し、水星の世紀あたり43アーク秒と比較している。私は時間の話が実際に周囲の公開講義で50分後に終わるのを見たことがありません。

午後4時51分:ジャンナはここで時間通りに終わる信じられな うわー!2000年代初頭の宇宙からのNASAの衛星画像の複合体から見た地球。

NASA/Blue Marble Project

4:52PM:地球がブラックホールに吸い込まれたらどうなりますか? (Q&Maxからの質問。)Jannaは素晴らしい答えを出していますが、重力波の観点からは、地球は細断され、「塗りつぶされた」波信号が得られることを指摘したいと思います。 地球が飲み込まれると、太陽質量の余分な三百万分の一がブラックホールの半径をちょうどその小さな、対応する量だけ増加させたので、イベントの地平線はほんの少しだけ成長するでしょう。p>

4:55PM:どのような楽しい話、素晴らしいとてきぱきQ&セッション、そして全体的に素晴らしい経験。 トークのビデオがパーマリンクとして埋め込まれるようになりましたので、何度も何度もそれをお楽しみください。 そして、チューニングのためのおかげで!

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。