Nowa era badań fal grawitacyjnych. "Zrobiliśmy krok dalej w głąb kosmosu"

Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
NASA/C. Henze
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziurNASA/C. Henze

Konsorcja Virgo Collaboration i LIGO Scientific Collaboration ogłosiły pierwszą wspólną detekcję fal grawitacyjnych. Zostały one wyemitowane w ostatnich chwilach przed połączeniem dwóch czarnych dziur. Obserwacja pozwala na przybliżone określenie miejsca emisji sygnału, co otwiera nowy rozdział w astrofizyce.

Nie jest to pierwszy raz, kiedy udało się zaobserwować fale grawitacyjne podczas zlewania się dwóch czarnych dziur. Dotychczas dokonano tego trzykrotnie. Czwarta jednak ma ważne astronomiczne konsekwencje. Jest to też pierwszy statystycznie istotny sygnał fali grawitacyjnej zarejestrowany przez detektor Advanced Virgo.

GW170814 (nazwa sygnału fal) oznacza początek nowego, ekscytującego rozdziału w tworzącej się na naszych oczach astronomii fal grawitacyjnych.

Ogłoszenie tego odkrycia zostało przedstawione na konferencji prasowej w trakcie szczytu ministrów nauki krajów G7, który odbywa się w dniach 27-28 września w miejscowości Venaria Reale koło Turynu. W ogłoszeniu odkrycia wziął udział prof. Andrzej Królak (NCBJ i IM PAN) lider zespołu PolGraw.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnejLIGO/VIRGO

Międzynarodowe odkrycie

Jak czytamy w komunikacie prasowym polskiej grupy Virgo-POLGRAW, odkrycie to ujawnia naukowy potencjał sieci złożonej z trzech, a nie dwóch jak do tej pory, detektorów fal grawitacyjnych, wyrażony przez lepszą lokalizację źródła fal grawitacyjnych na niebie i możliwość badania polaryzacji tych fal.

Tej przełomowej obserwacji detektory dokonały 14 sierpnia 2017 roku o godzinie 10:30:43 czasu UTC. Uczestniczyły w niej dwa amerykańskie detektory należące do LIGO (Laserowe Interferometryczne Obserwatorium Fal Grawitacyjnych) położone w Livingstone w stanie Luizjana i w Hanford w stanie Waszyngton oraz detektor Advanced Virgo, znajdujący się w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) w Cascinie w pobliżu Pizy we Włoszech.

Co tak naprawdę udało się zaobserwować?

To fale grawitacyjne wytworzone w procesie zlewania się dwóch czarnych dziur o masach gwiazdowych.

- Jest rzeczą wspaniałą móc zobaczyć pierwszy sygnał fali grawitacyjnej w naszym nowym detektorze Advanced Virgo i to zaledwie dwa tygodnie licząc od momentu, gdy detektor zaczął oficjalnie zbierać dane - mówi Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik konsorcjum Virgo Collaboration.

- To wielka nagroda za całą pracę włożoną w projekt Advanced Virgo, w ramach którego przeprowadzono trwającą sześć ostatnich lat modernizację detektora - dodaje.

Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziur
Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziurNASA's Goddard Space Flight Center/P. Cowperthwaite, Univ. of Maryland

Połączenie czarnych dziur

Fale grawitacyjne są określane jako "zmarszczki" w przestrzeni i czasie. Te, które udało się teraz zarejestrować, zostały wyemitowane w czasie ostatnich chwil przed połączeniem się dwóch czarnych dziur o masach około 31 i 25 mas Słońca i położonych w odległości około 1,8 mld lat świetlnych od nas.

Rotująca czarna dziura, która powstała po tym zdarzeniu, ma masę około 53 mas Słońca, co oznacza, że w czasie zlewania się czarnych dziur około 3 masy Słońca zostały zamienione w energię wypromieniowanych fal grawitacyjnych.

Jak zapowiadają naukowcy, to dopiero początek takich obserwacji. W kolejnej kampanii obserwacyjnej planowanej na jesień 2018 roku spodziewają się jednej lub więcej takich detekcji tygodniowo.

Nowe możliwości

Fakt, że detektor Advanced Virgo jest położony na innym kontynencie niż detektory LIGO sprawia, że możliwe jest testowanie innych przewidywań ogólnej teorii względności niż do tej pory. Na przykład badanie polaryzacji fal grawitacyjnych.

Jak informują naukowcy, wstępna analiza ostatniego sygnału (GW170814) pozwala przetestować dwa skrajne przypadki: z jednej strony hipotezę, że fala posiada jedynie polaryzację dopuszczoną przez ogólną teorię względności, a z drugiej przypuszczenie, że polaryzacja fali jest całkowicie niezgodna z tą teorią. Analiza pokazała, że przewidywania teorii Einsteina są zgodne z obserwacjami.

- Przez wiele lat członkowie konsorcjów Virgo Collaboration i LSC wspólnie analizowali dane, by wydobyć cenne informacje z zarejestrowanego sygnału. Jednoczesne obserwacje prowadzone przez trzy detektory otwierają nowe możliwości, pozwalając na przeprowadzanie dalszych fundamentalnych testów przewidywań teoretycznych - mówi Fréderique Marion, doświadczona badaczka z LAPP w Annecy we Francji.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnej zaobserwowanej jako GW170814 (współprace naukowe LIGO i VIRGO)współprace naukowe LIGO i VIRGO

Wizjonerski cel

Detektor Advanced Virgo został uruchomiony w lutym 2017 r. Giovanni Losurdo z INFN, który miał wielki wkład w doprowadzeniu projektu Advanced Virgo do końca, mówi:

- Ta detekcja jest kamieniem milowym dla wszystkich ludzi, którzy poświęcili swój czas na rozpoczęcie, urzeczywistnienie i działanie Virgo i Advanced Virgo, przede wszystkim dla Alaina Brilleta i Adalberto Giazotto. Całe przedsięwzięcie opierało się od samego początku na wizjonerskim celu: utworzenia sieci detektorów zdolnej do lokalizacji źródła na niebie i rozpoczęcia badania Wszechświata w wieloaspektowy sposób. I wreszcie, po dziesięcioleciach, udało się to zrealizować.

Współpraca pomiędzy projektami LIGO i Virgo dojrzewała w ciągu ostatniej dekady. David Reitze z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech), dyrektor Laboratorium LIGO, dodaje:

- Dokonując tej pierwszej wspólnej rejestracji przez detektory LIGO i Virgo zrobiliśmy jeden krok dalej w głąb kosmosu fal grawitacyjnych. Projekt Virgo dostarcza nowych możliwości wykrywania i lepszego lokalizowania źródeł fal grawitacyjnych, które niewątpliwie doprowadzą do ekscytujących i nieoczekiwanych wyników w przyszłości.

To nie koniec

Koordynacja i planowanie obserwacji prowadzonych przez wszystkie trzy detektory są konieczne do osiągnięcia maksymalnej ilości wyników naukowych. W szczególności znaczna poprawa dokładności lokalizacji źródeł fal grawitacyjnych jest wielką nadzieją na przyszłość astronomii wieloaspektowej (multi-messenger astronomy). Jak zapowiadają naukowcy, kolejne wyniki wykorzystujące dane zebrane przez trzy detektory zostaną ogłoszone wkrótce. Ich analiza jest obecnie w ostatniej fazie.

Laboratorium międzynarodowego eksperymentu Virgo znajduje się w okolicach Pizy we Włoszech. W tunelach dwóch prostopadłych ramion o długości ok. 3 km porusza się światło laserowe wielokrotnie odbijając się na ich końcach. Naukowcy będą starali się zarejestrować nawet najmniejsze względne zmiany długości dróg, które przebywa światło w każdym z tuneli. Obserwacja jest możliwa dzięki zjawisku interferencji przy nałożeniu dwóch promieni światła. Obserwacje zaburzeń obrazu interferencyjnego pozwalają wykryć fale grawitacyjne docierające do Ziemi, gdyż fala grawitacyjna inaczej modyfikuje długość każdego z ramion.

Masy czarnych dziurLIGO/VIRGO

Polski wkład

Projekt Virgo to ponad 280 fizyków i inżynierów należących do 20 różnych europejskich grup badawczych. LIGO jest finansowane przez National Science Foundation (NSF) i zarządzane przez Caltech iMIT, które opracowały i zrealizowały projekt.

Polska grupa POLGRAW jest częścią konsorcjum Virgo Collaboration. W jej skład wchodzą naukowcy z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

- Naszymi zadaniami w ramach prac prowadzonych przez konsorcja Virgo Collaboration i LSC są: analiza danych uzyskanych z detektorów LIGO i Virgo, prowadzenie badań astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Advanced Virgo - mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.

Karol Wójcicki wyjaśnia, jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię:

Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię
Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemiętvn24

Autor: //aw / Źródło: projekt Virgo-POLGRAW, NVBJ

Źródło zdjęcia głównego: NASA

Pozostałe wiadomości

Pogoda na majówkę 2024. Wielu z nas nie może doczekać się długiego weekendu majowego, który w tym roku może okazać się szczególnie długi. O tym, co czeka nas w te dni w pogodzie, przeczytasz we wstępnej prognozie pogody przygotowanej przez synoptyk tvnmeteo.pl Arletę Unton-Pyziołek.

Pogoda na majówkę 2024. W prognozach widać ponad 25 stopni

Pogoda na majówkę 2024. W prognozach widać ponad 25 stopni

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Wielu z nas z otwartymi ramionami przyjęło wczesne przyjście wiosny. Czy jednak lutowe i marcowe ciepło miało korzystny wpływ na przyrodę? Synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek zapytała o to ekspertów z Instytutu Ogrodnictwa w Skierniewicach oraz z Zakładu Pszczelnictwa w Puławach. W swoim blogu wyjaśnia tegoroczny paradoks klimatyczny i dobitnie pokazuje, jak coś, co wydawało się darem od losu, stało się przekleństwem.

Kwiecień, który okazał się koszmarem. "Nie pamiętam takiej sytuacji"

Kwiecień, który okazał się koszmarem. "Nie pamiętam takiej sytuacji"

Źródło:
tvnmeteo.pl

Pył znad Sahary napłynął nad południową Grecję. Sprawił, że we wtorek niebo "zapłonęło" nad Koryntem. Na Krecie termometry pokazały miejscami ponad 30 stopni Celsjusza.

Pył znad Sahary dotarł do Grecji. Niebo "zapłonęło" nad Koryntem 

Pył znad Sahary dotarł do Grecji. Niebo "zapłonęło" nad Koryntem 

Źródło:
ENEX, apnews.com

Pogoda na jutro, czyli na środę. W nocy temperatura spadnie miejscami poniżej zera stopni. W dzień pojawią się opady deszczu, a w górach śniegu. Aura niekorzystnie wpłynie na nasze samopoczucie.

Pogoda na jutro - środa, 24.04. Nocą chwyci miejscami mróz, w dzień będzie padać

Pogoda na jutro - środa, 24.04. Nocą chwyci miejscami mróz, w dzień będzie padać

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW wydał alarmy meteorologiczne pierwszego stopnia. Synoptycy ostrzegają przed spadkiem temperatury poniżej zera. Obowiązuje też prognoza zagrożeń. Wynika z niej, że spadnie śnieg i pojawią się oblodzenia.

Alerty IMGW w 10 województwach. Na horyzoncie powrót śniegu

Alerty IMGW w 10 województwach. Na horyzoncie powrót śniegu

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Zimowa aura powróciła do Finlandii. We wtorek na południu kraju spadło miejscami prawie 30 centymetrów śniegu. Pod Helsinkami dziecko wracające ze szkoły zginęło pod kołami traktora z pługiem śnieżnym - przekazała lokalna policja.

Atak zimy na południu Finlandii. Pod kołami pługa śnieżnego zginął 10-latek

Atak zimy na południu Finlandii. Pod kołami pługa śnieżnego zginął 10-latek

Źródło:
PAP, Reuters, ENEX

Wir niżowy Biruta przyniesie do Polski opady deszczu, miejscami popada też deszcz ze śniegiem, a w górach śnieg. Pod koniec tygodnia aura zacznie się zmieniać. Sprawdź, kiedy zrobi się cieplej.

Niż Biruta przyniesie deszcz, ale na horyzoncie widać zmianę. Kiedy zrobi się cieplej?

Niż Biruta przyniesie deszcz, ale na horyzoncie widać zmianę. Kiedy zrobi się cieplej?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Bezzałogowa sonda kosmiczna Voyager 1 zaczęła ponownie wysyłać na Ziemię poprawne sygnały radiowe. Inżynierom z NASA udało się naprawić usterkę komputera, która spowodowała awarię statku kosmicznego w listopadzie.

Po pięciu miesiącach naprawiono usterkę. Sonda Voyager 1 znowu nadaje

Po pięciu miesiącach naprawiono usterkę. Sonda Voyager 1 znowu nadaje

Źródło:
livescience.com

Fala upałów nawiedziła Bangladesz. Temperatura wzrosła miejscami do 43 stopni Celsjusza. Władze wydały ostrzeżenia przed spiekotą, tymczasowo zamknięto szkoły.

Na termometrach ponad 40 stopni, zamknięte szkoły

Na termometrach ponad 40 stopni, zamknięte szkoły

Źródło:
Reuters

Sezon narciarski w Tatrach wciąż trwa, o czym świadczą piękne ujęcia zarejestrowane we wtorek na zakopiańskiej Gubałówce. Warto korzystać ze słonecznej pogody - już wkrótce zamknięta zostanie część tatrzańskich tras narciarskich. Turyści wybierający się na górskie wędrówki powinni zachować jednak ostrożność.

Słońce i śnieg w Tatrach. Ostatni dzwonek dla narciarzy

Słońce i śnieg w Tatrach. Ostatni dzwonek dla narciarzy

Źródło:
PAP, TPN, TVN24

Już w tym tygodniu będziemy mogli obserwować na niebie pełnię Różowego Księżyca. Zjawisko zbiegnie się w czasie ze szczytem dwóch rojów meteorów. Niebo będą przecinać Lirydy i mniej znane pi Puppidy.

Różowa Pełnia i spadające gwiazdy. Kiedy spojrzeć w niebo?

Różowa Pełnia i spadające gwiazdy. Kiedy spojrzeć w niebo?

Źródło:
tvnmeteo.pl, PAP

Seria trzęsień ziemi, do której doszło we wtorek na Tajwanie, uszkodziła kilka budynków na wschodnim wybrzeżu wyspy. Najsilniejsze wstrząsy miały magnitudę 6,3. Jak przekazały lokalne służby geologiczne, zjawisko było powiązane z potężnym trzęsieniem z początku kwietnia.

Budynki kołysały się przez całą noc

Budynki kołysały się przez całą noc

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

W Chinach trwa walka ze skutkami ulew, które nawiedziły południe kraju. W prowincji Guangdong doszło do licznych powodzi i osuwisk. Lokalne władze podały, że zginęły co najmniej cztery osoby, a 10 pozostaje zaginionych.

Ewakuowano ponad sto tysięcy ludzi. Do części nie udało się dotrzeć na czas

Ewakuowano ponad sto tysięcy ludzi. Do części nie udało się dotrzeć na czas

Źródło:
Reuters, Xinhua

Ulewy nawiedziły Ekwador. Wezbrane rzeki i błotne lawiny spowodowały szereg szkód w całym kraju. Najtrudniejsza sytuacja panuje w centralnych regionach, gdzie powodzie zniszczyły drogi, wioski i mosty - jeden w momencie, gdy jechały nim auta. W jednym z kantonów żywioł dotknął ponad 100 rodzin.

Rzeka podmyła most, gdy jechały nim samochody

Rzeka podmyła most, gdy jechały nim samochody

Źródło:
ecuavisa.com, machalamovil.com

Na naszym kontynencie wzrasta liczba zgonów związanych z upałami - alarmują Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i unijna agencja Copernicus w raporcie na temat stanu klimatu w Europie w ubiegłym roku. - Europa doświadczyła kolejnego roku rosnących temperatur i nasilających się ekstremów klimatycznych - podkreśliła Elisabeth Hamdouch z Copernicusa.

Stres cieplny dotyka w Europie coraz więcej ludzi. Alarmujący raport

Stres cieplny dotyka w Europie coraz więcej ludzi. Alarmujący raport

Źródło:
Reuters, AP, tvnmeteo.pl

Cielę ze znamieniem w kształcie półksiężyca urodziło się w Kanadzie. Nie byłoby w tym nic dziwnego, gdyby nie data urodzenia - zwierzak przyszedł na świat 8 kwietnia. Tego samego dnia nad jego rodzinnym regionem widoczne było całkowite zaćmienie Słońca.

Oto cielak z "zaćmieniem Słońca" na czole. Urodził się w wyjątkowy dzień

Oto cielak z "zaćmieniem Słońca" na czole. Urodził się w wyjątkowy dzień

Źródło:
CBC News, PAP

Dużo zimniej niż zwykle w kwietniu będzie jeszcze przez kilka dni, jednak chłód nie potrwa wiecznie. Sprawdź długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: początek majówki to będzie punkt zwrotny

Pogoda na 16 dni: początek majówki to będzie punkt zwrotny

Źródło:
tvnmeteo.pl

Na Krecie trwają największe w Grecji ćwiczenia na wypadek trzęsienia ziemi - informuje w poniedziałek grecka agencja AMNA. Uczestniczą w nich władze wyspy i jej mieszkańcy.

Kreta przygotowuje się na trzęsienie ziemi

Kreta przygotowuje się na trzęsienie ziemi

Źródło:
PAP

Do Niemiec w weekend wróciła zimowa pogoda. Najwięcej śniegu napadało w południowych i centralnych krajach związkowych. Na śliskich i oblodzonych drogach dochodziło do wypadków drogowych, w tym do jednego śmiertelnego.

Zimowa aura uderzyła w Niemcy

Zimowa aura uderzyła w Niemcy

Źródło:
zeit.de, fr.de

Sonda Juno, dzięki rekordowo bliskiemu przelotowi w pobliżu Io, jednego z księżyców Jowisza, rzuciła nowe światło na znajdujące się na jego powierzchni lawowe jezioro. Naukowcy stworzyli animację, która pokazuje, jak może ono wyglądać z bliska.

Gładkie jak szkło jezioro lawy. Tak może wyglądać z bliska powierzchnia Io

Gładkie jak szkło jezioro lawy. Tak może wyglądać z bliska powierzchnia Io

Źródło:
NASA, LiveScience, tvnmeteo.pl

Do zdarzenia doszło niedaleko rumuńskiego Braszowa, w regionie, który zamieszkuje duża populacja tych wielkich ssaków. Całe zajście zarejestrowały kamery przemysłowe.

Niedźwiedź próbował ukraść kontener na śmieci. Nagranie

Niedźwiedź próbował ukraść kontener na śmieci. Nagranie

Źródło:
ENEX, politico.eu

Lodowe włosy pojawiły się w Tatrzańskim Parku Narodowym. Do ich powstania konieczne są odpowiednie warunki atmosferyczne i obecność pewnego niepozornego organizmu.

Grzyb pokazał swoje lodowe włosy

Grzyb pokazał swoje lodowe włosy

Źródło:
TPN, tvnmeteo.pl

Donald Trump odwołał wiec wyborczy z powodu nadchodzącej burzy. Kandydat Partii Republikańskiej na prezydenta Stanów Zjednoczonych przekazał zgromadzonym w Karolinie Północnej sympatykom, żeby poszukali schronienia i obiecał wkrótce wrócić "na pole bitwy" .

Pogoda wygrała z Donaldem Trumpem. "Jestem zdruzgotany"

Pogoda wygrała z Donaldem Trumpem. "Jestem zdruzgotany"

Źródło:
PAP

Jeż spuchnięty do rozmiarów piłki futbolowej został znaleziony w Anglii. Zwierzę wymagało natychmiastowej opieki weterynaryjnej - niezwykłe "nadmuchanie" ciała to bowiem objaw poważnego schorzenia, które może skończyć się jego śmiercią.

Jeż spuchł do rozmiarów piłki futbolowej. "Skóra rozciągnęła się do granic możliwości"

Jeż spuchł do rozmiarów piłki futbolowej. "Skóra rozciągnęła się do granic możliwości"

Źródło:
BBC, Wild Hogs Hedgehog Rescue

Te mikroskopijne zwierzęta wciąż zaskakują naukowców swoimi zdolnościami do przeżycia w ekstremalnie trudnych warunkach. Najnowsze badanie pokazuje, w jaki sposób niesporczaki są w stanie przetrwać silne promieniowanie jonizujące. - Robią coś, czego się nie spodziewaliśmy - powiedział biolog z Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill.

Odkryto kolejną supermoc niesporczaków. "To, co zobaczyliśmy, zaskoczyło nas"

Odkryto kolejną supermoc niesporczaków. "To, co zobaczyliśmy, zaskoczyło nas"

Źródło:
PAP, ScienceAlert, tvnmeteo.pl

Astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego UW zidentyfikowali najjaśniejszą i prawdopodobnie najmłodszą cefeidę znaną w Drodze Mlecznej. Jak podkreślono, ma ona rekordowo długi okres pulsacji wśród tego typu gwiazd w naszej galaktyce, a to odkrycie pokazuje, że Droga Mleczna nie jest pod tym względem wyjątkiem.

Jest ponad 250 tysięcy razy jaśniejsza od Słońca. Astronomowie z UW odkryli nową cefeidę

Jest ponad 250 tysięcy razy jaśniejsza od Słońca. Astronomowie z UW odkryli nową cefeidę

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Samica strusia z zoo w mieście Topeka w amerykańskim stanie Kansas wyrwała pracownikowi ogrodu klucze i połknęła je. Zwierzę nie przeżyło.

Struś połknął klucze, nie udało się go uratować

Struś połknął klucze, nie udało się go uratować

Źródło:
wibw.com, tvnmeteo.pl

Ulewy, które w tym tygodniu nawiedziły Zjednoczone Emiraty Arabskie, boleśnie pokazują brak przygotowania do walki ze skutkami zmian klimatycznych. Jak tłumaczył na antenie TVN24 profesor Bogdan Chojnicki z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, to, co dzisiaj uznajemy za anomalie, będzie powtarzało się coraz częściej.

"Nawet kraje pustynne nie są dalekie od zmiany klimatu"

"Nawet kraje pustynne nie są dalekie od zmiany klimatu"

Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl, DXB, Reuters