Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Мелкие проказы Всевышнего мы видим. А Его большие деяния увидеть нам не суждено...

      Слияние черных дыр (ЧД) звездных масс впервые было зарегистрировано осенью 2015 года. Тогда на удалении от нас ~ 1,3 млрд. св. лет две ЧД суммарной массой ~ 65 масс Солнца (Мс) слились в одну массой ~ 62 Мс и отдали в излученную ими гравитационную волну (ГВ) энергию ~ 3 Мс.

      И вот пришло сообщение об открытии удаленной от нас на 2,6 млрд. св. лет системы, состоящей из двух сверхмассивных ЧД суммарной массой ~ 200 млн. Мс, вращающихся вокруг общего центра масс по орбите диаметром меньше 0,01 св. года. Понятно, что в обозримом будущем эти ЧД должны слиться в одну и сверхмощнейшая гравитационная волна нахлынет и на Землю. Зарегистрируют ли земные гравитационные телескопы (LIGO, Virgo и другие) эту сверхмощнейшую ГВ?

      Как ни странно, ответ на этот вопрос может оказаться отрицательным. И вот почему.


     Колебания гравитационного поля от упомянутого в начале поста слияния ЧД представляли собой цуг волн частотой от 50 (в начале цуга) до 230 (в конце его) герц. Тем самым, длина этих волн внутри цуга убывала от ~ 6000 км до ~ 1300 км (ГВ распространяются со скоростью света). Запомним эти числа.

      Гравитационный радиус (радиус горизонта событий) ЧД прямо пропорционален массе ЧД. Для солнечной массы граврадиус ~ 2,95 км. Для упомянутой в начале поста ЧД граврадиус будет, очевидно, ~ 190 км. И, тем самым, длина окружности по "экватору" горизонта событий такой ЧД ~ 1200 км. Именно с этой окружности и пришел к нам конец цуга гравволн от слияния двух ЧД в одну.

      Итак, мы видим, что длина последней волны в цуге гравволн практически равна длине "экватора" горизонта событий для результирующей ЧД.

      Перейдем теперь к упомянутой двойной ЧД суммарной массы ~ 200 млн. солнечных масс.

      Для результирующей после их слияния ЧД радиус горизонта событий будет ~ 600 млн. км ~ 2000 св. секунд. А длина "экватора" горизонта событий ~ 12000 св. секунд. Естественно поэтому ожидать, что максимальная частота колебаний гравитационного поля в такой волне будет ~ 1/12000 герца. А сама длина гравволны ~ 3,8 млрд. км.

      Упоминавшиеся выше земные гравтелескопы способны измерять относительные смещения разнесенных внутри них на 4 километра пробных масс с погрешностью меньше одной тысячной размера протона. И измеряли для ГВ длиной в тысячи километров. Ибо они "видели" довольно быстрые изменения величины гравитационного поля. Но смогут ли такие телескопы заметить волновые изменения гравитационного поля в волне длиной в миллиарды километров и длительностью изменений во многие часы?

      Сильно сомневаюсь в этом. Даже не столько по причине недостаточной чувствительности гравтелескопов, сколько по причинам множества событий и шумов на Земле за многие часы прохождения даже одной волны из длинного цуга гравволн. Таких, например, как мелкие землетрясения.

      Вывод: Земные гравитационные телескопы не смогут зарегистрировать гравитационные волны от слияния сверхмассивных черных дыр.



      Возможно, что приведенные под катом оценки и основанные на них выводы убедят не всех. Приведу простую им аналогию из нашей земной жизни. Вы сидите на холме близ океана и наблюдаете катящиеся по нему волны высотой пусть даже в полметра. И вы прекрасно видите эти волны. Ветер утих и поверхность океана стала гладкой. По нему уже не бегут волны? Отнюдь.

      По океану непрерывно бежит приливная волна длиной в половину окружности Земли и высотой в несколько метров. Но эту волну как волну вы не видите. При должном терпении вы вопринимаете ее как приливы и отливы дважды в сутки. И вряд ли когда-либо вы представляли приливы и отливы как некое волновое явление. Ваши органы чувств просто откажутся в это поверить.

      Аналогично нынешние земные гравтелескопы не будут воспринимать гравитационные волны длиной в миллиарды километров, возникающие от слияния сверхмассивных черных дыр, как волны. Их "органы чувств" просто их не увидят.

Tags: Гравитационные волны, Физика на пальцах, Черные дыры
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Чем могу быть полезен?

    Еще Козьма Прутков говаривал: Специалист подобен флюсу, полнота его одностороння. К середине 1980-х я тоже стал подобен флюсу, что было…

  • О плато смертности...

    Буквально на днях в рамках пропагандистской кампании за правительственный вариант пенсионной реформы в инете стали активно мусолиться данные о…

  • Козьма Прутков оказался не прав - ЦБ обоймет необъятное...

    На e-mail'ы всех и вся поступает масса писем. В том числе и на e-mail'ы банков. Не менее трех четвертей из них - безобидный и абсолютно…

promo moralg march 5, 03:01 25
Buy for 20 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 10 comments