Сотрудники Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory, LIGO) рассказали о втором в истории обнаружении гравитационных волн, возникших при столкновении двух черных дыр, сообщает пресс-служба МГУ имени М. В. Ломоносова. Ранее подобное явление было зафиксировано ими 14 сентября 2015 года, а сообщили о нем широкой публике в феврале этого года (подробнее об этом можно прочитать в специальном очерке «Гравитационные волны: последнее предсказание Эйнштейна»). Теперь ученые могут прийти к заключению, что подобные события во Вселенной не столь редки.
Второй раз гравитационные волны были замечены 26 декабря 2015 года обоими детекторами LIGO, расположенными в Ливингстоне (Луизиана) и в Хэнфорде (Вашингтон). «Второе детектирование гравитационных волн от сливающихся черных дыр детекторами LIGO очень важно. Фундамент для создания гравитационно-волновой астрономии становится крепче и надежнее», — говорит руководитель московской группы LIGO профессор физического факультета МГУ Валерий Митрофанов.
В отличие от сигнала, зарегистрированного при первом детектировании гравитационных волн, который был ясно виден на фоне шума, второй сигнал был слабее и не просматривался в шуме явно. Однако ученым удалось его «отфильтровать» с помощью специальной методики.. Физики пришли к выводу, что обнаруженные гравитационные волны опять были порождены двумя черными дырами, имеющими массы в 14 и 8 раз больше массы Солнца, в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной вращающейся черной дыры, масса которой в 21 раз превышает массу Солнца. В процессе слияния, которое произошло около 1,4 миллиарда лет назад, количество энергии, примерно эквивалентное одной солнечной массе, превратилось в гравитационные волны. Был зарегистрирован сигнал от последних 27 оборотов черных дыр перед их слиянием. Детектор в Ливингстоне записал событие на 1,1 миллисекунды раньше детектора в Хэнфорде, что позволяет дать грубую оценку расположения источника на небесной сфере.
В настоящее время коллектив научной группы Московского университета активно участвует в разработке гравитационно-волновых детекторов следующего поколения, которые придут на смену нынешним детекторам и обеспечат значительное увеличение их чувствительности, что позволит практически ежедневно обнаруживать гравитационно-волновые сигналы. Одним из таких проектов является LIGO-Voyager, в котором предполагается использовать пробные массы в 150 кг, изготовленные из монокристаллического кремния, охлаждаемые до температур около 120 К, а также значительно увеличить оптическую мощность в плечах интерферометра, использовать сжатый свет. Важным направлением исследований для увеличения чувствительности гравитационно-волновых детекторов является переход от традиционной схемы интерферометра, в которой регистрируются смещения пробных масс-зеркал, к новым схемам, позволяющим лучше подавлять квантовые флуктуации света, например, к предложенной группой Московского университета схеме квантового измерителя скорости пробных масс. Прототип такого детектора создается в университете Глазго.
