У лютому 2016 року вчені з Обсерваторії гравітаційно-хвильових хвиль (LIGO) Лазерного інтерферометра склали історію, оголосивши про перше в історії виявлення гравітаційних хвиль (GW). Ці пульсації у самій тканині Всесвіту, які спричинені злиттями чорних дір чи білими білими гномами, вперше були передбачені Теорією загальної відносності Ейнштейна приблизно століття тому.
Приблизно рік тому два засоби LIGO були зняті в автономному режимі, щоб його детектори могли пройти ряд апаратних оновлень. Після завершення цих оновлень LIGO нещодавно оголосив, що обсерваторія повернеться в Інтернет 1 квітня. Тоді його вчені очікують, що його підвищена чутливість дозволить проводити «майже щоденні» виявлення.
Поки що було виявлено загалом 11 подій гравітаційної хвилі протягом приблизно трьох з половиною років. Десять з них були результатом злиття чорної діри, тоді як решта сигналу викликала зіткнення пари нейтронних зірок (кілонова подія). Вивчаючи ці події та інші подібні до них, вчені ефективно почали нову еру астрономії.
І з завершенням оновлення LIGO вчені сподіваються подвоїти кількість подій, виявлених у наступному році. Саїд Габріела Гонсалес, професор фізики та астрономії в Державному університеті Луїзіани, яка проводила роки, полюючи на GW:
«Галілей винайшов телескоп або вперше застосував телескоп для астрономії 400 років тому. І сьогодні ми все ще будуємо кращі телескопи. Я думаю, що це десятиліття стало початком гравітаційної хвильової астрономії. Таким чином, це дозволить продовжувати прогресувати, з кращими детекторами, з різними детекторами, з більшою кількістю детекторів ».
Розташовані в Ганфроді, Вашингтоні та Лівінгстоні, штат Луїзіана, два детектори LIGO складаються з двох бетонних труб, які з'єднуються біля основи (утворюючи гігантську L-подібну форму) і простягаються перпендикулярно один до одного приблизно на 3,2 км. Усередині трубопроводів використовуються два потужні лазерні промені, які відштовхуються від серії дзеркал для надзвичайної точності вимірювання довжини кожної руки.
Коли гравітаційні хвилі проходять через детектори, вони спотворюють простір і призводять до зміни довжини на найменші відстані (тобто на субатомному рівні). За словами Джозефа Гіайме, керівника обсерваторії LIGO у Лівінгстоні, штат Луїзіана, останні модернізації включають оптику, яка підвищить потужність лазера та зменшить «шум» у їх вимірах.
Впродовж останнього року дослідження гравітаційних хвиль також будуть підкріплені тим, що третій детектор (Інтерферометр Діви в Італії) також проводитиме спостереження. Під час останнього запуску спостереження LIGO, який тривав з листопада 2016 року до серпня 2017 року, Діва працювала лише та змогла запропонувати підтримку в самому кінці.
Крім того, очікується, що Японська обсерваторія KAGRA вийде в Інтернет найближчим часом, що дозволить створити ще більш надійну мережу виявлення. Зрештою, наявність декількох обсерваторій, розділених величезними відстанями по всьому світу, не тільки дозволяє отримати більш високий ступінь підтвердження, але й допомагає звузити можливі місця розташування джерел ГВ.
Для наступного запуску спостереження астрономи GW також матимуть перевагу у системі публічного оповіщення - що стало регулярною ознакою сучасної астрономії. В основному, коли LIGO виявить подію GW, команда надсилатиме попередження, щоб обсерваторії по всьому світу могли спрямувати свої телескопи на джерело - якщо випадок спричинить спостережувані явища.
Це, безумовно, було з події кільнови, яка відбулася в 2017 році (також відома як GW170817). Після зіткнення двох нейтронних зірок, які виробляли ГВ, з'явилося яскраве післясвічення, яке фактично зростало яскравіше з часом. Зіткнення також призвело до викиду надшвидких струменів матеріалу та утворення чорної діри.
За словами Нергіса Мавальвала, дослідника гравітаційних хвиль в MIT, спостережувані явища, пов'язані з подіями GW, досі були рідкісним лікуванням. Крім того, завжди є ймовірність, що буде помічено щось абсолютно несподіване, що залишить вчених ошелешеними та враженими:
"Ми бачили лише цю жменю чорних дір з усіх можливих, що там. Є багато-багато питань, на які ми ще не знаємо, як відповісти ... Ось як відбувається відкриття. Ви вмикаєте новий інструмент, вказуєте на небо, і бачите щось, про що ви навіть не мали ідеї. "
Дослідження гравітаційних хвиль - лише одна з декількох революцій, що відбуваються в наші дні в астрономії. І так само, як і в інших галузях досліджень (на зразок досліджень екзопланет та спостережень раннього Всесвіту), це може отримати користь від впровадження вдосконалених інструментів та методів у найближчі роки.
