- Gelombang gravitasi - berubah medan gravitasi, merambat seperti gelombang. Mereka dipancarkan oleh massa yang bergerak, tetapi setelah radiasi mereka terpisah darinya dan ada secara independen dari massa tersebut. Secara matematis terkait dengan gangguan metrik ruangwaktu dan dapat digambarkan sebagai "riak ruangwaktu".
Dalam relativitas umum dan sebagian besar lainnya teori modern gravitasi gelombang gravitasi dihasilkan oleh gerakan tubuh besar dengan percepatan variabel. Gelombang gravitasi menyebar bebas di ruang angkasa dengan kecepatan cahaya. Karena gaya gravitasi yang relatif lemah (dibandingkan gaya gravitasi lainnya), gelombang ini memiliki besaran yang sangat kecil, sehingga sulit untuk dicatat.
Gelombang gravitasi diprediksi oleh teori relativitas umum (GR) dan banyak teori gravitasi lainnya. Mereka pertama kali ditemukan secara langsung pada bulan September 2015 oleh detektor kembar LIGO, yang mendeteksi gelombang gravitasi yang kemungkinan besar dihasilkan dari penggabungan dua lubang hitam untuk membentuk satu lagi lubang hitam besar yang berputar. lubang hitam. Bukti tidak langsung keberadaan mereka telah diketahui sejak tahun 1970an - relativitas umum memprediksi tingkat konvergensi sistem dekat yang bertepatan dengan pengamatan bintang ganda akibat hilangnya energi akibat pancaran gelombang gravitasi. Registrasi langsung gelombang gravitasi dan penggunaannya untuk menentukan parameter proses astrofisika merupakan tugas penting fisika dan astronomi modern.
Dalam kerangka relativitas umum, gelombang gravitasi dijelaskan oleh solusi persamaan Einstein tipe gelombang, yang mewakili gangguan metrik ruang-waktu yang bergerak dengan kecepatan cahaya (dalam pendekatan linier). Manifestasi dari kemarahan ini seharusnya, khususnya, perubahan berkala jarak antara dua massa uji yang jatuh bebas (yaitu, tidak dipengaruhi oleh gaya apa pun). Amplitudo h gelombang gravitasi adalah besaran tak berdimensi - perubahan jarak relatif. Perkiraan amplitudo maksimum gelombang gravitasi dari objek astrofisika (misalnya sistem biner kompak) dan fenomena (ledakan supernova, penggabungan bintang neutron, penangkapan bintang oleh lubang hitam, dll.) bila diukur di Tata Surya sangatlah kecil (h = 10 −18-10 −23). Gelombang gravitasi lemah (linier), menurut teori relativitas umum, mentransfer energi dan momentum, bergerak dengan kecepatan cahaya, bersifat transversal, segi empat dan digambarkan oleh dua komponen independen yang terletak pada sudut 45° satu sama lain ( memiliki dua arah polarisasi).
Teori yang berbeda memprediksi kecepatan rambat gelombang gravitasi secara berbeda. Dalam relativitas umum, kecepatan ini sama dengan kecepatan cahaya (dalam pendekatan linier). Dalam teori gravitasi lainnya, ia dapat bernilai berapa pun, termasuk tak terhingga. Menurut registrasi pertama gelombang gravitasi, penyebarannya ternyata sesuai dengan gravitasi tak bermassa, dan kecepatannya diperkirakan sama dengan kecepatan cahaya.
“Belum lama ini minat yang kuat Apa yang memicu komunitas ilmiah adalah serangkaian eksperimen jangka panjang untuk mengamati gelombang gravitasi secara langsung, tulis fisikawan teoretis Michio Kaku dalam bukunya Einstein's Cosmos tahun 2004. — Proyek LIGO (“Laser Interferometer untuk Mengamati Gelombang Gravitasi”) mungkin merupakan proyek pertama yang “melihat” gelombang gravitasi, kemungkinan besar dari tumbukan dua lubang hitam di ruang yang dalam. LIGO adalah impian fisikawan yang menjadi kenyataan, fasilitas pertama dengan kekuatan yang cukup untuk mengukur gelombang gravitasi."
Prediksi Kaku menjadi kenyataan: pada hari Kamis, sekelompok ilmuwan internasional dari observatorium LIGO mengumumkan penemuan gelombang gravitasi.
Gelombang gravitasi adalah osilasi dalam ruang-waktu yang “melarikan diri” dari benda-benda masif (seperti lubang hitam) yang bergerak dengan percepatan. Dengan kata lain, gelombang gravitasi adalah gangguan ruang-waktu yang menyebar, suatu deformasi perjalanan dari kekosongan mutlak.
Lubang hitam adalah suatu wilayah dalam ruang-waktu yang daya tarik gravitasinya begitu kuat sehingga benda-benda yang bergerak dengan kecepatan cahaya (termasuk cahaya itu sendiri) pun tidak dapat meninggalkannya. Batas yang memisahkan lubang hitam dari seluruh dunia disebut cakrawala peristiwa: segala sesuatu yang terjadi di dalam cakrawala peristiwa tersembunyi dari pandangan pengamat luar.
Erin Ryan Foto kue yang diposting online oleh Erin Ryan.
Para ilmuwan mulai menangkap gelombang gravitasi setengah abad yang lalu: saat itulah fisikawan Amerika Joseph Weber menjadi tertarik pada teori relativitas umum (GTR) Einstein, mengambil cuti panjang dan mulai mempelajari gelombang gravitasi. Weber menemukan perangkat pertama yang mendeteksi gelombang gravitasi, dan segera mengumumkan bahwa ia telah merekam “suara gelombang gravitasi”. Namun, komunitas ilmiah membantah pesannya.
Namun, berkat Joseph Weber banyak ilmuwan berubah menjadi “pemburu gelombang”. Saat ini Weber dianggap sebagai ayah arah ilmiah astronomi gelombang gravitasi.
"Ini adalah awal dari era baru astronomi gravitasi"
Observatorium LIGO, tempat para ilmuwan merekam gelombang gravitasi, terdiri dari tiga instalasi laser di Amerika Serikat: dua berlokasi di negara bagian Washington dan satu di Louisiana. Beginilah cara Michio Kaku menjelaskan cara kerja detektor laser: “Sinar laser dipecah menjadi dua sinar terpisah, yang kemudian tegak lurus satu sama lain. Kemudian, dipantulkan dari cermin, mereka terhubung kembali. Jika gelombang gravitasi melewati interferometer (alat pengukur), panjang jalur kedua sinar laser akan terganggu dan hal ini akan tercermin dalam pola interferensinya. Untuk memastikan bahwa sinyal yang direkam oleh instalasi laser tidak acak, detektor harus ditempatkan di berbagai titik di Bumi.
Hanya di bawah pengaruh gelombang gravitasi raksasa, yang jauh lebih besar dari ukuran planet kita, semua detektor akan beroperasi secara bersamaan.”
Kini kolaborasi LIGO telah mendeteksi radiasi gravitasi yang disebabkan oleh penggabungan sistem biner lubang hitam bermassa 36 dan 29. massa matahari menjadi sebuah benda bermassa 62 massa matahari. “Ini adalah pengukuran langsung pertama (sangat penting bahwa ini langsung!) dari aksi gelombang gravitasi,” Sergei Vyatchanin, seorang profesor di Fakultas Fisika di Universitas Negeri Moskow, berkomentar kepada koresponden Gazeta.Ru departemen sains. — Artinya, sinyal diterima dari bencana astrofisika penggabungan dua lubang hitam. Dan sinyal ini diidentifikasi - ini juga sangat penting! Jelas bahwa ini berasal dari dua lubang hitam. Dan ini adalah awal dari era baru astronomi gravitasi, yang memungkinkan perolehan informasi tentang Alam Semesta tidak hanya melalui sumber optik, sinar-X, elektromagnetik, dan neutrino - tetapi juga melalui gelombang gravitasi.
Kita dapat mengatakan bahwa 90 persen lubang hitam tidak lagi menjadi objek hipotetis. Masih ada keraguan, namun sinyal yang ditangkap masih sangat sesuai dengan apa yang diprediksi oleh simulasi penggabungan dua lubang hitam yang tak terhitung jumlahnya sesuai dengan teori relativitas umum.
Ini adalah argumen kuat bahwa lubang hitam itu ada. Belum ada penjelasan lain mengenai sinyal ini. Oleh karena itu, diterima bahwa lubang hitam itu ada.”
"Einstein akan sangat senang"
Gelombang gravitasi diprediksi oleh Albert Einstein (yang skeptis terhadap keberadaan lubang hitam) sebagai bagian dari teori relativitas umumnya. Dalam GR, waktu ditambahkan ke tiga dimensi spasial, dan dunia menjadi empat dimensi. Menurut teori yang mengubah seluruh fisika, gravitasi adalah konsekuensi dari kelengkungan ruang-waktu di bawah pengaruh massa.
Einstein membuktikan bahwa materi apa pun yang bergerak dengan percepatan menciptakan gangguan dalam ruang-waktu - gelombang gravitasi. Gangguan ini semakin besar maka semakin tinggi pula percepatan dan massa benda tersebut.
Karena lemahnya gaya gravitasi dibandingkan interaksi fundamental lainnya, gelombang ini seharusnya memiliki magnitudo yang sangat kecil sehingga sulit untuk dicatat.
Saat menjelaskan relativitas umum kepada para pakar humaniora, fisikawan sering kali meminta mereka membayangkan selembar karet yang diregangkan tempat bola-bola besar diturunkan. Bola-bola tersebut menekan karet, dan lembaran yang diregangkan (yang mewakili ruang-waktu) berubah bentuk. Menurut relativitas umum, seluruh alam semesta adalah karet, yang mana setiap planet, setiap bintang, dan setiap galaksi akan meninggalkan penyok. Bumi kita berputar mengelilingi Matahari seperti sebuah bola kecil, diluncurkan untuk menggelinding mengelilingi kerucut corong yang terbentuk sebagai hasil “mendorong” ruang-waktu oleh sebuah bola yang berat.
HANDOUT/Reuters
Bola yang berat adalah Matahari
Penemuan gelombang gravitasi yang menjadi konfirmasi utama teori Einstein kemungkinan besar layak mendapat Hadiah Nobel Fisika. “Einstein akan sangat senang,” kata Gabriella Gonzalez, juru bicara kolaborasi LIGO.
Menurut para ilmuwan, masih terlalu dini untuk membicarakan penerapan praktis dari penemuan ini. “Meskipun demikian, mungkinkah Heinrich Hertz (fisikawan Jerman yang membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik - Gazeta.Ru) mengira akan ada telepon seluler? TIDAK! “Kami tidak dapat membayangkan apa pun sekarang,” kata Valery Mitrofanov, profesor di Fakultas Fisika Universitas Negeri Moskow. M.V. Lomonosov. – Saya fokus pada film “Interstellar”. Memang benar dia dikritik, tetapi bahkan orang liar pun bisa membayangkan karpet ajaib. Dan karpet ajaib berubah menjadi pesawat terbang, dan selesai. Dan di sini kita perlu membayangkan sesuatu yang sangat kompleks. Dalam Interstellar, salah satu poinnya terkait dengan fakta bahwa seseorang dapat melakukan perjalanan dari satu dunia ke dunia lain. Jika Anda membayangkan seperti ini, apakah Anda percaya bahwa seseorang dapat melakukan perjalanan dari satu dunia ke dunia lain, bahwa ada banyak alam semesta - apa saja? Saya tidak bisa menjawab tidak. Karena seorang fisikawan tidak dapat menjawab pertanyaan “tidak” seperti itu! Hanya jika hal tersebut bertentangan dengan beberapa undang-undang konservasi! Ada opsi yang tidak bertentangan dengan yang diketahui hukum fisika. Jadi, bisa ada perjalanan melintasi dunia!”
Seratus tahun setelah prediksi teoretis yang dibuat oleh Albert Einstein dalam kerangka teori relativitas umum, para ilmuwan mampu memastikan keberadaan gelombang gravitasi. Era metode fundamental baru untuk mempelajari ruang angkasa—astronomi gelombang gravitasi—dimulai.
Ada penemuan yang berbeda. Ada yang acak, umum dalam astronomi. Ada juga yang tidak sepenuhnya kebetulan, yang terjadi sebagai hasil “penyisiran kawasan” secara menyeluruh, seperti penemuan Uranus oleh William Herschel. Ada yang kebetulan - ketika mereka mencari satu hal dan menemukan hal lain: misalnya, mereka menemukan Amerika. Namun penemuan terencana menempati tempat khusus dalam sains. Mereka didasarkan pada prediksi teoretis yang jelas. Apa yang diprediksikan dicari terutama untuk mengkonfirmasi teori tersebut. Penemuan tersebut termasuk penemuan Higgs boson di Large Hadron Collider dan deteksi gelombang gravitasi menggunakan laser interferometer observatorium gelombang gravitasi LIGO. Namun untuk mencatat beberapa fenomena yang diprediksi oleh teori tersebut, Anda perlu memiliki pemahaman yang cukup baik tentang apa sebenarnya dan di mana mencarinya, serta alat apa yang diperlukan untuk hal ini.
Gelombang gravitasi secara tradisional disebut prediksi teori relativitas umum (GTR), dan memang demikian (meskipun sekarang gelombang seperti itu ada di semua model yang merupakan alternatif atau pelengkap GTR). Munculnya gelombang disebabkan oleh terbatasnya kecepatan rambat interaksi gravitasi (dalam relativitas umum, kecepatan ini persis sama dengan kecepatan cahaya). Gelombang tersebut merupakan gangguan ruang-waktu yang merambat dari suatu sumber. Agar gelombang gravitasi dapat terjadi, sumbernya harus berdenyut atau bergerak dengan kecepatan yang dipercepat, namun dengan cara tertentu. Katakanlah gerakan dengan simetri bola atau silinder sempurna tidak cocok. Ada banyak sumber seperti itu, tetapi seringkali massanya kecil, tidak cukup untuk menghasilkan sinyal yang kuat. Bagaimanapun, gravitasi adalah yang terlemah dari keempatnya interaksi mendasar, sehingga sangat sulit untuk mendeteksi sinyal gravitasi. Selain itu, untuk registrasi, sinyal perlu berubah dengan cepat seiring waktu, yaitu memiliki frekuensi yang cukup tinggi. Jika tidak, kami tidak akan dapat mendaftarkannya, karena perubahannya akan terlalu lambat. Artinya benda-benda tersebut juga harus kompak.
Awalnya, antusiasme yang besar dihasilkan oleh ledakan supernova yang terjadi di galaksi seperti kita setiap beberapa dekade. Artinya, jika kita dapat mencapai sensitivitas yang memungkinkan kita melihat sinyal dari jarak beberapa juta tahun cahaya, kita dapat mengandalkan beberapa sinyal per tahun. Namun kemudian ternyata perkiraan awal mengenai kekuatan pelepasan energi dalam bentuk gelombang gravitasi selama ledakan supernova terlalu optimis, dan sinyal lemah tersebut hanya dapat dideteksi jika supernova telah terjadi di Galaksi kita.
Pilihan lain untuk benda padat masif yang bergerak cepat adalah bintang neutron atau lubang hitam. Kita bisa melihat baik proses pembentukannya, maupun proses interaksinya satu sama lain. Tahap terakhir keruntuhan inti bintang, mengarah pada pembentukan objek kompak, serta tahap terakhir fusi bintang neutron dan lubang hitam memiliki durasi sekitar beberapa milidetik (yang setara dengan frekuensi ratusan hertz) - sesuai dengan kebutuhan kita. Dalam hal ini, banyak energi yang dilepaskan, termasuk (dan terkadang terutama) dalam bentuk gelombang gravitasi, karena benda padat masif melakukan gerakan cepat tertentu. Ini adalah sumber ideal kami.
Benar, supernova meletus di Galaksi setiap beberapa dekade sekali, penggabungan bintang-bintang neutron terjadi setiap beberapa puluh ribu tahun sekali, dan lubang hitam bahkan lebih jarang bergabung satu sama lain. Namun sinyalnya jauh lebih kuat, dan karakteristiknya dapat dihitung dengan cukup akurat. Tapi sekarang kita harus bisa melihat sinyal dari jarak beberapa ratus juta tahun cahaya agar bisa menjangkau puluhan ribu galaksi dan mendeteksi beberapa sinyal dalam setahun.
Setelah menentukan sumbernya, kami akan mulai merancang detektor. Untuk melakukan ini, Anda perlu memahami apa fungsi gelombang gravitasi. Tanpa menjelaskan secara rinci, kita dapat mengatakan bahwa perjalanan gelombang gravitasi menyebabkan gaya pasang surut (pasang surut bulan atau matahari biasa adalah fenomena terpisah, dan gelombang gravitasi tidak ada hubungannya dengan itu). Jadi Anda dapat mengambil, misalnya, sebuah silinder logam, melengkapinya dengan sensor dan mempelajari getarannya. Ini tidak sulit, itulah sebabnya instalasi semacam itu mulai dibuat setengah abad yang lalu (mereka juga tersedia di Rusia; sekarang detektor yang lebih baik yang dikembangkan oleh tim Valentin Rudenko dari SAI MSU sedang dipasang di laboratorium bawah tanah Baksan). Masalahnya adalah perangkat tersebut akan melihat sinyal tanpa gelombang gravitasi. Ada banyak suara yang sulit untuk diatasi. Dimungkinkan (dan telah dilakukan!) untuk memasang detektor di bawah tanah, mencoba mengisolasinya, mendinginkannya suhu rendah, namun tetap saja, untuk melampaui tingkat kebisingan, diperlukan sinyal gelombang gravitasi yang sangat kuat. Namun sinyal kuat jarang datang.
Oleh karena itu, pilihan dibuat untuk skema lain, yang diajukan pada tahun 1962 oleh Vladislav Pustovoit dan Mikhail Herzenstein. Dalam artikel yang diterbitkan di JETP (Journal of Experimental and Theoretical Physics), mereka mengusulkan penggunaan interferometer Michelson untuk mendeteksi gelombang gravitasi. Sinar laser berjalan di antara cermin di kedua lengan interferometer, dan kemudian sinar dari lengan yang berbeda ditambahkan. Dengan menganalisis hasil interferensi berkas, perubahan relatif panjang lengan dapat diukur. Ini adalah pengukuran yang sangat tepat, jadi jika Anda mengalahkan kebisingan, Anda dapat mencapai sensitivitas yang luar biasa.
Pada awal tahun 1990-an, diputuskan untuk membangun beberapa detektor menggunakan desain ini. Yang pertama dioperasikan adalah instalasi yang relatif kecil, GEO600 di Eropa dan TAMA300 di Jepang (angkanya sesuai dengan panjang lengan dalam meter) untuk menguji teknologi tersebut. Namun pemain utamanya adalah instalasi LIGO di AS dan VIRGO di Eropa. Ukuran instrumen ini sudah diukur dalam kilometer, dan sensitivitas akhir yang direncanakan seharusnya memungkinkan melihat lusinan, bahkan ratusan peristiwa per tahun.
Mengapa diperlukan banyak perangkat? Terutama untuk validasi silang, karena terdapat kebisingan lokal (misalnya seismik). Deteksi sinyal secara bersamaan di Amerika Serikat bagian barat laut dan Italia akan menjadi bukti yang sangat baik tentang asal muasalnya. Namun ada alasan kedua: detektor gelombang gravitasi sangat buruk dalam menentukan arah ke sumbernya. Namun jika ada beberapa detektor yang diberi jarak, maka arah dapat ditunjukkan dengan cukup akurat.
Raksasa laser
Dalam bentuk aslinya, detektor LIGO dibuat pada tahun 2002, dan detektor VIRGO pada tahun 2003. Rencananya, ini baru tahap pertama. Semua instalasi beroperasi selama beberapa tahun, dan pada 2010-2011 dihentikan untuk modifikasi, agar kemudian mencapai sensitivitas tinggi yang direncanakan. Detektor LIGO adalah yang pertama beroperasi pada bulan September 2015, VIRGO akan bergabung pada paruh kedua tahun 2016, dan mulai tahap ini sensitivitasnya memungkinkan kita berharap untuk merekam setidaknya beberapa peristiwa per tahun.
Setelah LIGO mulai beroperasi, perkiraan tingkat ledakan adalah sekitar satu kejadian per bulan. Para ahli astrofisika memperkirakan sebelumnya bahwa peristiwa pertama yang diperkirakan akan terjadi adalah penggabungan lubang hitam. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa lubang hitam biasanya sepuluh kali lebih berat daripada bintang neutron, sinyalnya lebih kuat, dan “terlihat” dari jarak yang jauh, yang lebih dari sekadar mengimbangi rendahnya tingkat kejadian per galaksi. Untungnya, kami tidak perlu menunggu lama. Pada tanggal 14 September 2015, kedua instalasi mendaftarkan sinyal yang hampir sama, bernama GW150914.
Dengan analisis yang cukup sederhana, data seperti massa lubang hitam, kekuatan sinyal, dan jarak ke sumber dapat diperoleh. Massa dan ukuran lubang hitam dihubungkan dengan cara yang sangat sederhana dan diketahui, dan dari frekuensi sinyal seseorang dapat langsung memperkirakan ukuran wilayah pelepasan energi. DI DALAM dalam hal ini Ukuran tersebut menunjukkan bahwa lubang hitam bermassa lebih dari 60 massa matahari terbentuk dari dua lubang bermassa 25-30 dan 35-40 massa matahari. Mengetahui data ini, Anda bisa mendapatkannya energi penuh memercikkan. Hampir tiga massa matahari diubah menjadi radiasi gravitasi. Hal ini sesuai dengan luminositas 1023 luminositas matahari - kira-kira sama dengan jumlah yang dipancarkan semua bintang di bagian alam semesta yang terlihat selama waktu ini (seperseratus detik). Dan dari energi dan magnitudo sinyal yang diukur diketahui maka diperoleh jaraknya. Massa besar dari benda-benda yang bergabung memungkinkan untuk mencatat peristiwa yang terjadi di galaksi yang jauh: sinyal tersebut membutuhkan waktu sekitar 1,3 miliar tahun untuk mencapai kita.
Analisis yang lebih rinci memungkinkan untuk memperjelas rasio massa lubang hitam dan memahami bagaimana mereka berputar pada porosnya, serta menentukan beberapa parameter lainnya. Selain itu, sinyal dari dua instalasi memungkinkan untuk menentukan arah ledakan secara kasar. Sayangnya, akurasi di sini belum terlalu tinggi, tetapi dengan diperkenalkannya VIRGO yang diperbarui, akurasinya akan meningkat. Dan dalam beberapa tahun, detektor KAGRA Jepang akan mulai menerima sinyal. Kemudian salah satu detektor LIGO (awalnya ada tiga, salah satu instalasinya ganda) akan dirakit di India, dan diharapkan puluhan peristiwa akan terekam setiap tahunnya.
Era astronomi baru
Saat ini, hasil terpenting dari pekerjaan LIGO adalah konfirmasi keberadaan gelombang gravitasi. Selain itu, ledakan pertama memungkinkan untuk meningkatkan batasan massa graviton (dalam relativitas umum massanya nol), serta lebih membatasi perbedaan antara kecepatan rambat gravitasi dan kecepatan gravitasi. lampu. Namun para ilmuwan berharap pada tahun 2016 mereka dapat memperoleh banyak data astrofisika baru dengan menggunakan LIGO dan VIRGO.
Pertama, data dari observatorium gelombang gravitasi memberikan jalan baru untuk mempelajari lubang hitam. Jika sebelumnya aliran materi di sekitar benda-benda tersebut hanya dapat diamati, kini Anda dapat langsung “melihat” proses penggabungan dan “menenangkan” lubang hitam yang dihasilkan, bagaimana cakrawalanya berfluktuasi, mengambil bentuk akhirnya ( ditentukan oleh rotasi). Mungkin, hingga penemuan penguapan lubang hitam oleh Hawking (untuk saat ini proses ini masih berupa hipotesis), studi tentang merger akan memberikan informasi langsung yang lebih baik tentangnya.
Kedua, pengamatan penggabungan bintang neutron akan menghasilkan banyak hal baru yang luar biasa informasi yang diperlukan tentang objek-objek tersebut. Untuk pertama kalinya, kita akan dapat mempelajari bintang neutron seperti cara fisikawan mempelajari partikel: mengamatinya bertabrakan untuk memahami cara kerjanya di dalam. Misteri struktur interior bintang neutron mengkhawatirkan baik ahli astrofisika maupun fisikawan. Pemahaman kita fisika nuklir dan perilaku materi pada kepadatan ultra-tinggi tidaklah lengkap tanpa penyelesaian masalah ini. Pengamatan gelombang gravitasi kemungkinan besar akan memainkan peran penting di sini.
Penggabungan bintang neutron diyakini bertanggung jawab atas ledakan sinar gamma kosmologis yang pendek. Dalam kasus yang jarang terjadi, peristiwa tersebut dapat diamati secara bersamaan baik dalam rentang gamma maupun pada detektor gelombang gravitasi (kelangkaan ini disebabkan oleh fakta bahwa, pertama, sinyal gamma terkonsentrasi menjadi berkas yang sangat sempit, dan tidak selalu diarahkan pada kita, tapi kedua, kita tidak akan mencatat gelombang gravitasi dari peristiwa yang sangat jauh). Rupanya, perlu waktu beberapa tahun observasi untuk bisa melihatnya (walaupun, seperti biasa, Anda mungkin beruntung dan itu akan terjadi hari ini). Kemudian, antara lain, kita akan dapat membandingkan kecepatan gravitasi dengan kecepatan cahaya dengan sangat akurat.
Dengan demikian, interferometer laser bersama-sama akan berfungsi sebagai teleskop gelombang gravitasi tunggal, membawa pengetahuan baru bagi ahli astrofisika dan fisikawan. Nah, cepat atau lambat, Hadiah Nobel yang layak akan diberikan untuk penemuan semburan pertama dan analisisnya.
2198
Hari resmi penemuan (deteksi) gelombang gravitasi adalah 11 Februari 2016. Saat itulah, pada konferensi pers yang digelar di Washington, para pemimpin kolaborasi LIGO mengumumkan bahwa tim peneliti berhasil mencatat fenomena tersebut untuk pertama kalinya dalam sejarah manusia.
Nubuatan Einstein yang agung
Fakta adanya gelombang gravitasi dikemukakan oleh Albert Einstein pada awal abad terakhir (1916) dalam kerangka Teori Relativitas Umum (GTR). Kita hanya bisa mengagumi kemampuan brilian fisikawan terkenal, yang, dengan data nyata yang minimal, mampu menarik kesimpulan yang begitu luas. Di antara banyak prediksi fenomena fisik lainnya yang terkonfirmasi pada abad mendatang (memperlambat aliran waktu, mengubah arah radiasi elektromagnetik dalam medan gravitasi, dll.) hingga saat ini, secara praktis tidak mungkin untuk mendeteksi keberadaan interaksi gelombang jenis ini antar benda.
Apakah gravitasi hanyalah ilusi?
Secara umum, berdasarkan Teori Relativitas, gravitasi hampir tidak bisa disebut sebagai gaya. gangguan atau kelengkungan kontinum ruang-waktu. Contoh yang bagus Sepotong kain yang diregangkan dapat menjadi ilustrasi postulat ini. Di bawah berat benda besar yang ditempatkan pada permukaan seperti itu, sebuah depresi terbentuk. Benda lain, ketika bergerak mendekati anomali ini, akan mengubah lintasan pergerakannya, seolah-olah “tertarik”. Dan apa lebih berat suatu benda (semakin besar diameter dan kedalaman kelengkungannya), semakin tinggi “gaya tarik-menariknya”. Saat bergerak melintasi kain, seseorang dapat mengamati munculnya “riak” yang menyimpang.
Hal serupa juga terjadi di luar angkasa. Setiap materi masif yang bergerak cepat merupakan sumber fluktuasi kepadatan ruang dan waktu. Gelombang gravitasi dengan amplitudo yang signifikan dibentuk oleh benda-benda dengan amplitudo yang sangat besar massa yang besar atau saat berkendara dengan akselerasi tinggi.
Ciri-ciri fisik
Fluktuasi metrik ruang-waktu memanifestasikan dirinya sebagai perubahan medan gravitasi. Fenomena ini disebut juga riak ruang-waktu. Gelombang gravitasi mempengaruhi benda dan benda yang ditemui, menekan dan meregangkannya. Besarnya deformasi sangat kecil - sekitar 10 -21 dari ukuran aslinya. Kesulitan dalam mendeteksi fenomena ini adalah peneliti perlu mempelajari cara mengukur dan mencatat perubahan tersebut dengan menggunakan peralatan yang sesuai. Kekuatan radiasi gravitasi juga sangat kecil - untuk seluruh tata surya hanya beberapa kilowatt.
Kecepatan rambat gelombang gravitasi sedikit bergantung pada sifat media penghantar. Amplitudo osilasi berangsur-angsur berkurang seiring dengan jarak dari sumbernya, tetapi tidak pernah mencapai nol. Frekuensinya berkisar dari beberapa puluh hingga ratusan hertz. Kecepatan gelombang gravitasi di medium antarbintang mendekati kecepatan cahaya.
Bukti tidak langsung
Konfirmasi teoritis pertama mengenai keberadaan gelombang gravitasi diperoleh oleh astronom Amerika Joseph Taylor dan asistennya Russell Hulse pada tahun 1974. Mempelajari luasnya alam semesta menggunakan teleskop radio Observatorium Arecibo (Puerto Riko), para peneliti menemukan pulsar PSR B1913+16, yang merupakan sistem biner bintang-bintang neutron yang berputar mengelilingi pusat massa bersama dengan kecepatan sudut konstan (yang agak jarang terjadi). kasus). Setiap tahun periode sirkulasi yang semula 3,75 jam berkurang 70 ms. Nilai ini sepenuhnya konsisten dengan kesimpulan persamaan relativitas umum, yang memperkirakan peningkatan kecepatan rotasi sistem tersebut karena pengeluaran energi untuk menghasilkan gelombang gravitasi. Selanjutnya, beberapa pulsar ganda dan katai putih dengan perilaku serupa ditemukan. Astronom radio D. Taylor dan R. Hulse dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1993 karena menemukan kemungkinan baru untuk mempelajari bidang gravitasi.
Melarikan diri dari gelombang gravitasi
Pengumuman pertama tentang deteksi gelombang gravitasi datang dari ilmuwan Universitas Maryland Joseph Weber (AS) pada tahun 1969. Untuk tujuan ini, ia menggunakan dua antena gravitasi rancangannya sendiri, dipisahkan oleh jarak dua kilometer. Detektor resonansi adalah silinder aluminium padat dua meter dengan insulasi getaran yang baik dan dilengkapi dengan sensor piezoelektrik sensitif. Amplitudo osilasi yang diduga dicatat oleh Weber ternyata lebih dari satu juta kali lebih tinggi dari nilai yang diperkirakan. Upaya ilmuwan lain untuk mengulangi “keberhasilan” fisikawan Amerika dengan menggunakan peralatan serupa tidak membuahkan hasil positif. Beberapa tahun kemudian, pekerjaan Weber di bidang ini dianggap tidak dapat dipertahankan, tetapi memberikan dorongan bagi perkembangan “ledakan gravitasi”, yang menarik banyak spesialis ke bidang penelitian ini. Ngomong-ngomong, Joseph Weber sendiri sampai akhir hayatnya yakin dia menerima gelombang gravitasi.
Memperbaiki peralatan penerima
Pada tahun 70-an, ilmuwan Bill Fairbank (AS) mengembangkan desain antena gelombang gravitasi, didinginkan menggunakan SQUIDS - magnetometer ultra-sensitif. Teknologi yang ada pada saat itu tidak memungkinkan penemunya melihat produknya diwujudkan dalam “logam”.
Detektor gravitasi Auriga di Laboratorium Nasional Legnar (Padua, Italia) dirancang menggunakan prinsip ini. Desainnya didasarkan pada silinder aluminium-magnesium, panjang 3 meter dan diameter 0,6 m. Alat penerima seberat 2,3 ton digantung dalam wadah berinsulasi, didinginkan hingga hampir dingin nol mutlak ruang vakum. Untuk merekam dan mendeteksi guncangan, digunakan resonator kilogram tambahan dan kompleks pengukuran berbasis komputer. Sensitivitas peralatan yang dinyatakan adalah 10 -20.
Interferometer
Pengoperasian detektor interferensi gelombang gravitasi didasarkan pada prinsip yang sama dengan pengoperasian interferometer Michelson. Sinar laser yang dipancarkan sumber terbagi menjadi dua aliran. Setelah beberapa kali pemantulan dan perjalanan di sepanjang lengan perangkat, aliran-aliran tersebut disatukan kembali, dan berdasarkan aliran terakhir, dinilai apakah ada gangguan (misalnya, gelombang gravitasi) yang mempengaruhi jalur sinar. Peralatan serupa telah dibuat di banyak negara:
- GEO 600 (Hannover, Jerman). Panjang terowongan vakum adalah 600 meter.
- TAMA (Jepang) dengan bahu 300 m.
- VIRGO (Pisa, Italia) adalah proyek gabungan Prancis-Italia yang diluncurkan pada tahun 2007 dengan terowongan sepanjang tiga kilometer.
- LIGO (AS, Pantai Pasifik), yang telah memburu gelombang gravitasi sejak tahun 2002.
Yang terakhir ini patut dipertimbangkan secara lebih rinci.
LIGO Lanjutan
Proyek ini dibuat atas inisiatif para ilmuwan dari Institut Teknologi Massachusetts dan California. Ini mencakup dua observatorium, dipisahkan oleh 3 ribu km, di dan Washington (kota Livingston dan Hanford) dengan tiga interferometer identik. Panjang terowongan vakum tegak lurus adalah 4 ribu meter. Ini adalah struktur terbesar yang saat ini beroperasi. Hingga tahun 2011, berbagai upaya untuk mendeteksi gelombang gravitasi tidak membuahkan hasil. Modernisasi signifikan yang dilakukan (LIGO Tingkat Lanjut) meningkatkan sensitivitas peralatan dalam kisaran 300-500 Hz lebih dari lima kali lipat, dan di wilayah frekuensi rendah (hingga 60 Hz) hampir satu urutan besarnya, mencapai nilai yang diidamkan 10 -21. Proyek yang diperbarui dimulai pada bulan September 2015, dan upaya lebih dari seribu karyawan kolaborasi dihargai dengan hasil yang diperoleh.
Gelombang gravitasi terdeteksi
Pada tanggal 14 September 2015, detektor LIGO canggih, dengan interval 7 ms, mencatat gelombang gravitasi yang mencapai planet kita dari fenomena terbesar yang terjadi di pinggiran Alam Semesta yang dapat diamati - penggabungan dua lubang hitam besar bermassa 29 dan 36 kali. lebih besar dari massa Matahari. Selama proses tersebut, yang terjadi lebih dari 1,3 miliar tahun yang lalu, sekitar tiga materi bermassa matahari dikonsumsi dalam hitungan sepersekian detik dengan memancarkan gelombang gravitasi. Frekuensi awal gelombang gravitasi yang tercatat adalah 35 Hz, dan nilai puncak maksimum mencapai 250 Hz.
Hasil yang diperoleh berulang kali dilakukan verifikasi dan pemrosesan yang komprehensif, dan interpretasi alternatif atas data yang diperoleh dihilangkan dengan hati-hati. Akhirnya, tahun lalu pencatatan langsung atas fenomena yang diramalkan Einstein diumumkan kepada masyarakat dunia.
Sebuah fakta yang menggambarkan karya besar para peneliti: amplitudo fluktuasi ukuran lengan interferometer adalah 10 -19 m - nilai ini beberapa kali lebih kecil dari diameter atom, karena atom itu sendiri lebih kecil dari diameter atom. oranye.
Prospek masa depan
Penemuan ini sekali lagi menegaskan bahwa Teori Relativitas Umum bukan hanya sekedar sekumpulan rumus abstrak, namun suatu pandangan baru yang fundamental mengenai esensi gelombang gravitasi dan gravitasi secara umum.
Dalam penelitian lebih lanjut, para ilmuwan harapan yang tinggi ditugaskan untuk proyek ELSA: pembuatan interferometer orbital raksasa dengan panjang lengan sekitar 5 juta km, yang mampu mendeteksi gangguan kecil sekalipun pada medan gravitasi. Aktivasi pekerjaan ke arah ini dapat memberi tahu banyak hal baru tentang tahap-tahap utama perkembangan Alam Semesta, tentang proses-proses yang sulit atau tidak mungkin diamati dalam rentang tradisional. Tidak ada keraguan bahwa lubang hitam, yang gelombang gravitasinya akan terdeteksi di masa depan, akan memberi tahu banyak tentang sifatnya.
Untuk mempelajari peninggalan radiasi gravitasi, yang dapat menceritakan tentang momen-momen pertama dunia kita setelahnya Ledakan Besar, diperlukan instrumen luar angkasa yang lebih sensitif. Proyek seperti itu ada ( Pengamat Big Bang), tetapi implementasinya, menurut para ahli, mungkin terjadi paling cepat dalam 30-40 tahun.
Lambaikan tangan Anda dan gelombang gravitasi akan menyebar ke seluruh alam semesta.
S.Popov, M.Prokhorov. Gelombang Hantu Alam Semesta
Sebuah peristiwa telah terjadi dalam astrofisika yang telah ditunggu-tunggu selama beberapa dekade. Setelah setengah abad pencarian, gelombang gravitasi, getaran ruang-waktu itu sendiri, yang diprediksi oleh Einstein seratus tahun lalu, akhirnya ditemukan. Pada 14 September 2015, observatorium LIGO yang ditingkatkan mendeteksi ledakan gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh penggabungan dua lubang hitam bermassa 29 dan 36 massa matahari di galaksi jauh yang berjarak sekitar 1,3 miliar tahun cahaya. Astronomi gelombang gravitasi telah menjadi cabang fisika yang lengkap; dia terbuka pada kita cara baru mengamati Alam Semesta dan akan memungkinkan kita mempelajari efek gravitasi kuat yang sebelumnya tidak dapat diakses.
Gelombang gravitasi
Anda dapat mengemukakan berbagai teori gravitasi. Semuanya akan menggambarkan dunia kita dengan sama baiknya, selama kita membatasi diri pada satu manifestasi saja – hukum Newton gravitasi universal. Namun ada efek gravitasi lain yang lebih halus yang telah diuji secara eksperimental pada skala tata surya, dan mereka menunjuk pada satu teori tertentu - teori relativitas umum (GR).
Relativitas umum bukan sekadar sekumpulan rumus, namun merupakan pandangan mendasar tentang esensi gravitasi. Jika dalam fisika biasa ruang hanya berfungsi sebagai latar, wadah fenomena fisika, maka dalam GTR dirinya menjadi fenomena, besaran dinamis yang berubah sesuai dengan hukum GTR. Distorsi ruang-waktu relatif terhadap latar belakang halus inilah - atau, dalam bahasa geometri, distorsi metrik ruang-waktu - yang dirasakan sebagai gravitasi. Singkatnya, relativitas umum mengungkapkan asal usul gravitasi secara geometris.
Relativitas Umum memiliki prediksi penting: gelombang gravitasi. Ini adalah distorsi ruang-waktu yang mampu “melepaskan diri dari sumbernya” dan, dengan sendirinya, terbang menjauh. Ini adalah gravitasi itu sendiri, bukan milik siapa pun, miliknya sendiri. Albert Einstein akhirnya merumuskan relativitas umum pada tahun 1915 dan segera menyadari bahwa persamaan yang ia turunkan memungkinkan adanya gelombang semacam itu.
Seperti halnya teori jujur lainnya, prediksi relativitas umum yang begitu jelas harus diverifikasi secara eksperimental. Setiap benda yang bergerak dapat memancarkan gelombang gravitasi: planet, batu yang dilempar ke atas, atau lambaian tangan. Namun masalahnya adalah itu interaksi gravitasi sangat lemah sehingga tidak fasilitas percobaan tidak dapat memperhatikan pancaran gelombang gravitasi dari “pemancar” biasa.
Untuk "mengejar" gelombang yang kuat, Anda perlu mendistorsi ruang-waktu secara signifikan. Pilihan ideal- dua lubang hitam berputar mengelilingi satu sama lain dalam tarian yang berdekatan, pada jarak sekitar mereka radius gravitasi(Gbr. 2). Distorsi metrik akan sangat kuat sehingga sebagian besar energi pasangan ini akan dipancarkan menjadi gelombang gravitasi. Kehilangan energi, pasangan akan bergerak semakin dekat, berputar semakin cepat, semakin mendistorsi metrik dan menghasilkan gelombang gravitasi yang lebih kuat - hingga, akhirnya, terjadi restrukturisasi radikal seluruh medan gravitasi pasangan ini dan dua lubang hitam bergabung menjadi satu.
Penggabungan lubang hitam seperti itu merupakan ledakan dengan kekuatan yang sangat besar, namun semua energi yang dipancarkan ini tidak diubah menjadi cahaya, bukan menjadi partikel, melainkan menjadi getaran ruang. Energi yang dipancarkan akan menjadi bagian yang nyata massa awal lubang hitam, dan radiasi ini akan keluar dalam hitungan detik. Osilasi serupa akan dihasilkan oleh penggabungan bintang-bintang neutron. Pelepasan energi gelombang gravitasi yang sedikit lebih lemah juga menyertai proses lain, seperti runtuhnya inti supernova.
Semburan gelombang gravitasi dari penggabungan dua benda padat mempunyai profil yang sangat spesifik dan diperhitungkan dengan baik, ditunjukkan pada Gambar. 3. Periode osilasi diatur gerakan orbital dua benda yang saling berdekatan. Gelombang gravitasi membawa energi; akibatnya, benda-benda saling mendekat dan berputar lebih cepat - dan ini terlihat dari percepatan osilasi dan peningkatan amplitudo. Pada titik tertentu, penggabungan terjadi, gelombang kuat terakhir dipancarkan, dan kemudian “cincin setelahnya” berfrekuensi tinggi menyusul ( deringan) - getaran lubang hitam yang dihasilkan, yang “membuang” semua distorsi non-bola (tahap ini tidak ditampilkan dalam gambar). Mengetahui profil karakteristik ini membantu fisikawan mencari sinyal lemah dari penggabungan data detektor yang sangat bising.
Fluktuasi metrik ruang-waktu - gema gelombang gravitasi dari ledakan dahsyat - akan menyebar ke seluruh Alam Semesta ke segala arah dari sumbernya. Amplitudonya melemah seiring bertambahnya jarak, mirip dengan bagaimana kecerahan sumber titik berkurang seiring bertambahnya jarak dari sumber tersebut. Ketika ledakan dari galaksi jauh mencapai Bumi, fluktuasi metriknya akan berada pada kisaran 10 −22 atau bahkan kurang. Dengan kata lain, jarak antara benda-benda yang secara fisik tidak berhubungan satu sama lain akan bertambah dan berkurang secara berkala dengan jumlah yang relatif tertentu.
Urutan besaran bilangan ini mudah diperoleh dari pertimbangan skala (lihat artikel oleh V.M. Lipunov). Pada saat penggabungan bintang neutron atau lubang hitam bermassa bintang, distorsi metrik di sebelahnya sangat besar - sekitar 0,1, itulah sebabnya gravitasi menjadi kuat. Distorsi yang begitu parah mempengaruhi suatu area sesuai urutan ukuran objek tersebut, yaitu beberapa kilometer. Saat Anda menjauh dari sumbernya, amplitudo osilasi berkurang berbanding terbalik dengan jarak. Artinya pada jarak 100 Mpc = 3·10 21 km amplitudo osilasi akan turun sebesar 21 kali lipat dan menjadi sekitar 10 −22.
Tentu saja, jika penggabungan terjadi di galaksi asal kita, maka getaran ruang-waktu yang sampai ke Bumi akan jauh lebih kuat. Namun peristiwa seperti itu terjadi setiap beberapa ribu tahun sekali. Oleh karena itu, Anda sebaiknya hanya mengandalkan detektor yang mampu merasakan penggabungan bintang neutron atau lubang hitam pada jarak puluhan hingga ratusan megaparsec, yang berarti akan mencakup ribuan dan jutaan galaksi.
Di sini harus ditambahkan bahwa indikasi tidak langsung keberadaan gelombang gravitasi telah ditemukan, bahkan dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1993. Pengamatan jangka panjang terhadap pulsar dalam sistem biner PSR B1913+16 telah menunjukkan bahwa periode orbit berkurang dengan laju yang persis sama seperti yang diperkirakan oleh relativitas umum, dengan memperhitungkan hilangnya energi akibat radiasi gravitasi. Oleh karena itu, hampir tidak ada ilmuwan yang meragukan realitas gelombang gravitasi; satu-satunya pertanyaan adalah bagaimana cara menangkap mereka.
Riwayat pencarian
Pencarian gelombang gravitasi dimulai sekitar setengah abad yang lalu - dan segera berubah menjadi sensasi. Joseph Weber dari Universitas Maryland merancang detektor resonansi pertama: silinder aluminium padat dua meter dengan sensor piezoelektrik sensitif di sisi dan isolasi getaran yang baik dari getaran asing (Gbr. 4). Ketika gelombang gravitasi lewat, silinder beresonansi seiring waktu dengan distorsi ruang-waktu, yang harus dideteksi oleh sensor. Weber membangun beberapa detektor semacam itu, dan pada tahun 1969, setelah menganalisis pembacaannya selama salah satu sesi, dia secara langsung melaporkan bahwa dia telah mencatat “suara gelombang gravitasi” di beberapa detektor sekaligus, yang berjarak dua kilometer (J. Weber, 1969 Bukti Penemuan Radiasi Gravitasi). Amplitudo osilasi yang dia nyatakan ternyata sangat besar, sekitar 10 −16, yaitu satu juta kali lebih besar dari nilai yang diharapkan pada umumnya. Pesan Weber disambut dengan sangat skeptis oleh komunitas ilmiah; Selain itu, kelompok eksperimen lain, yang dipersenjatai dengan detektor serupa, kemudian tidak dapat menangkap satu pun sinyal serupa.
Namun, upaya Weber memberikan dorongan pada seluruh bidang penelitian ini dan meluncurkan perburuan ombak. Sejak tahun 1970-an, melalui upaya Vladimir Braginsky dan rekan-rekannya dari Universitas Negeri Moskow, Uni Soviet juga memasuki perlombaan ini (lihat tidak adanya sinyal gelombang gravitasi). Ada cerita menarik tentang masa-masa itu dalam esai Jika Seorang Gadis Jatuh ke dalam Lubang... . Omong-omong, Braginsky adalah salah satu teori klasik dari seluruh teori pengukuran optik kuantum; dia adalah orang pertama yang mengemukakan konsep batas pengukuran kuantum standar - batasan utama dalam pengukuran optik - dan menunjukkan bagaimana batasan tersebut pada prinsipnya dapat diatasi. Sirkuit resonansi Weber ditingkatkan, dan berkat pendinginan mendalam pada instalasi, kebisingan berkurang drastis (lihat daftar dan sejarah proyek ini). Namun, keakuratan detektor yang seluruhnya terbuat dari logam tersebut masih belum cukup untuk mendeteksi kejadian yang diperkirakan secara andal, dan selain itu, detektor tersebut disetel agar hanya beresonansi pada rentang frekuensi yang sangat sempit sekitar kilohertz.
Tampaknya jauh lebih menjanjikan adalah detektor yang menggunakan lebih dari satu objek beresonansi, tetapi melacak jarak antara dua benda yang tidak berhubungan dan tergantung secara independen, misalnya dua cermin. Karena getaran ruang yang disebabkan oleh gelombang gravitasi, jarak antara cermin akan menjadi sedikit lebih besar atau lebih kecil. Selain itu, semakin besar panjang lengan, semakin besar perpindahan absolut yang disebabkan oleh gelombang gravitasi dengan amplitudo tertentu. Getaran ini dapat dirasakan oleh sinar laser yang mengalir di antara cermin. Skema semacam itu mampu mendeteksi osilasi dalam rentang frekuensi yang luas, dari 10 hertz hingga 10 kilohertz, dan rentang inilah yang akan dipancarkan oleh pasangan bintang neutron atau lubang hitam bermassa bintang yang bergabung.
Implementasi modern dari ide berdasarkan interferometer Michelson terlihat seperti ini (Gbr. 5). Cermin digantung dalam dua ruang vakum yang panjangnya beberapa kilometer, tegak lurus satu sama lain. Di pintu masuk instalasi, sinar laser terbelah, melewati kedua ruang, dipantulkan dari cermin, kembali lagi dan disatukan kembali dalam cermin tembus pandang. Faktor kualitas sistem optik sangat tinggi, sehingga sinar laser tidak hanya lewat bolak-balik satu kali, tetapi tetap berada di resonator optik ini untuk waktu yang lama. Dalam keadaan “tenang”, panjangnya dipilih sehingga kedua sinar, setelah bersatu kembali, membatalkan satu sama lain ke arah sensor, dan kemudian fotodetektor berada dalam bayangan penuh. Namun begitu cermin bergerak dalam jarak mikroskopis di bawah pengaruh gelombang gravitasi, kompensasi kedua sinar menjadi tidak lengkap dan fotodetektor menangkap cahaya. Dan semakin kuat offsetnya, semakin terang cahaya yang dilihat oleh fotosensor.
Kata-kata “perpindahan mikroskopis” bahkan tidak bisa menggambarkan kehalusan efeknya. Perpindahan cermin berdasarkan panjang gelombang cahaya, yaitu mikron, mudah diketahui bahkan tanpa trik apa pun. Namun dengan panjang lengan 4 km, hal ini setara dengan osilasi ruang-waktu dengan amplitudo 10 −10. Memperhatikan perpindahan cermin berdasarkan diameter atom juga tidak menjadi masalah - cukup menembakkan sinar laser, yang akan berjalan bolak-balik ribuan kali dan memperoleh pergeseran fasa yang diinginkan. Tetapi bahkan ini memberikan paling banyak 10 −14. Dan kita perlu menurunkan skala perpindahan jutaan kali lagi, yaitu belajar mencatat pergeseran cermin bahkan bukan hanya satu atom, tetapi seperseribu inti atom!
Dalam perjalanan menuju teknologi yang benar-benar menakjubkan ini, fisikawan harus mengatasi banyak kesulitan. Beberapa di antaranya murni mekanis: Anda perlu menggantungkan kaca spion besar pada suspensi, yang digantung pada suspensi lain, pada suspensi ketiga, dan seterusnya - dan semuanya untuk menghilangkan getaran asing sebanyak mungkin. Masalah lain juga bersifat instrumental, tetapi bersifat optik. Misalnya, semakin kuat sinar yang bersirkulasi dalam sistem optik, semakin lemah perpindahan cermin yang dapat dideteksi oleh fotosensor. Namun sinar yang terlalu kuat akan memanaskan elemen optik secara tidak merata, yang akan berdampak buruk pada sifat sinar itu sendiri. Efek ini harus dikompensasi, dan untuk ini, pada tahun 2000-an, seluruh program penelitian diluncurkan mengenai subjek ini (untuk cerita tentang penelitian ini, lihat berita Hambatan diatasi dalam perjalanan menuju detektor gelombang gravitasi yang sangat sensitif, “Elemen ”, 27/06/2006 ). Terakhir, terdapat keterbatasan fisik mendasar yang terkait dengan perilaku kuantum foton dalam rongga dan prinsip ketidakpastian. Mereka membatasi sensitivitas sensor pada nilai yang disebut batas kuantum standar. Namun, fisikawan, dengan menggunakan keadaan cahaya laser kuantum yang disiapkan secara cerdik, telah belajar untuk mengatasinya (J. Aasi et al., 2013. Peningkatan sensitivitas detektor gelombang gravitasi LIGO dengan menggunakan keadaan cahaya yang diperas).
Berpartisipasi dalam perlombaan gelombang gravitasi seluruh daftar negara; Rusia memiliki instalasinya sendiri, di Observatorium Baksan, dan, omong-omong, hal itu dijelaskan dalam film dokumenter sains populer oleh Dmitry Zavilgelsky "Menunggu Gelombang dan Partikel". Pemimpin perlombaan ini sekarang adalah dua laboratorium - proyek LIGO Amerika dan detektor Virgo Italia. LIGO mencakup dua detektor identik yang terletak di Hanford (Negara Bagian Washington) dan Livingston (Louisiana) dan terpisah sejauh 3000 km satu sama lain. Memiliki dua pengaturan itu penting karena dua alasan. Pertama, sinyal akan dianggap terdaftar hanya jika dilihat oleh kedua detektor secara bersamaan. Dan kedua, dengan perbedaan datangnya ledakan gelombang gravitasi di dua instalasi - dan bisa mencapai 10 milidetik - secara kasar kita dapat menentukan dari bagian langit mana sinyal ini datang. Benar, dengan dua detektor, kesalahannya akan sangat besar, tetapi ketika Virgo mulai beroperasi, keakuratannya akan meningkat secara signifikan.
Sebenarnya, gagasan deteksi interferometri gelombang gravitasi pertama kali diajukan fisikawan Soviet M.E.Herzenstein dan V.I.Pustovoit pada tahun 1962. Saat itu, laser baru saja ditemukan, dan Weber mulai membuat detektor resonansinya. Namun, artikel ini tidak diperhatikan di Barat dan, sejujurnya, tidak mempengaruhi perkembangan proyek nyata(cm. gambaran sejarah Fisika deteksi gelombang gravitasi: detektor resonansi dan interferometri).
Penciptaan observatorium gravitasi LIGO merupakan inisiatif tiga ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan California Institute of Technology (Caltech). Mereka adalah Rainer Weiss, yang mewujudkan ide detektor gelombang gravitasi interferometri, Ronald Drever, yang mencapai stabilitas sinar laser yang cukup untuk deteksi, dan Kip Thorne, ahli teori di balik proyek tersebut, yang kini dikenal masyarakat umum. sebagai film konsultan ilmiah "Interstellar". Anda dapat membaca tentang sejarah awal LIGO dalam wawancara terbaru dengan Rainer Weiss dan dalam memoar John Preskill.
Kegiatan yang berkaitan dengan proyek deteksi interferometri gelombang gravitasi dimulai pada akhir tahun 1970-an, dan pada awalnya banyak orang juga meragukan kelayakan usaha ini. Namun, setelah mendemonstrasikan sejumlah prototipe, desain LIGO saat ini telah ditulis dan disetujui. Itu dibangun sepanjang dekade terakhir abad ke-20.
Meskipun dorongan awal untuk proyek ini datang dari Amerika Serikat, LIGO memang benar proyek internasional. 15 negara telah berinvestasi di dalamnya, baik secara finansial maupun intelektual, dan lebih dari seribu orang menjadi anggota kolaborasi ini. Peran penting dalam pelaksanaan proyek dimainkan oleh Soviet dan fisikawan Rusia. Sejak awal, kelompok Vladimir Braginsky dari Universitas Negeri Moskow yang telah disebutkan mengambil bagian aktif dalam implementasi proyek LIGO, dan kemudian Institut Fisika Terapan dari Nizhny Novgorod juga bergabung dalam kolaborasi tersebut.
Observatorium LIGO mulai beroperasi pada tahun 2002 dan hingga tahun 2010 menjadi tuan rumah enam sesi observasi ilmiah. Tidak ada ledakan gelombang gravitasi yang terdeteksi secara andal, dan fisikawan hanya mampu menetapkan batas atas frekuensi kejadian tersebut. Namun, hal ini tidak terlalu mengejutkan mereka: perkiraan menunjukkan bahwa di bagian Alam Semesta yang kemudian “didengarkan” oleh detektor, kemungkinan terjadinya bencana alam yang cukup kuat adalah rendah: kira-kira setiap beberapa dekade sekali.
Garis akhir
Dari tahun 2010 hingga 2015, kolaborasi LIGO dan Virgo memodernisasi peralatan secara radikal (namun Virgo masih dalam proses persiapan). Dan kini target yang ditunggu-tunggu sudah di depan mata. LIGO - atau lebih tepatnya, aLIGO ( LIGO tingkat lanjut) - kini siap menangkap semburan yang dihasilkan oleh bintang neutron pada jarak 60 megaparsec, dan lubang hitam - pada jarak ratusan megaparsec. Volume alam semesta yang terbuka untuk mendengarkan gelombang gravitasi telah meningkat sepuluh kali lipat dibandingkan sesi sebelumnya.
Tentu saja, mustahil untuk memprediksi kapan dan di mana ledakan gelombang gravitasi berikutnya akan terjadi. Namun sensitivitas detektor yang diperbarui memungkinkan untuk menghitung beberapa penggabungan bintang neutron per tahun, sehingga ledakan pertama dapat diperkirakan sudah terjadi selama sesi observasi empat bulan pertama. Jika kita berbicara tentang keseluruhan proyek aLIGO, yang berlangsung beberapa tahun, maka keputusannya sangat jelas: semburan akan terjadi satu demi satu, atau sesuatu dalam relativitas umum pada dasarnya tidak berfungsi. Keduanya akan menjadi penemuan besar.
Pada tanggal 18 September 2015 hingga 12 Januari 2016, sesi observasi aLIGO pertama berlangsung. Selama ini, rumor tentang registrasi gelombang gravitasi beredar di Internet, namun kolaborasi tersebut tetap bungkam: “kami sedang mengumpulkan dan menganalisis data dan belum siap melaporkan hasilnya.” Intrik tambahan diciptakan oleh fakta bahwa selama proses analisis, anggota kolaborasi sendiri tidak dapat sepenuhnya yakin bahwa mereka melihat ledakan gelombang gravitasi yang nyata. Faktanya adalah bahwa di LIGO, ledakan yang dihasilkan komputer kadang-kadang dimasukkan secara artifisial ke dalam aliran data nyata. Ini disebut “injeksi buta”, dan dari seluruh kelompok, hanya tiga orang (!) yang memiliki akses ke sistem yang melaksanakannya pada waktu yang ditentukan. Tim harus melacak lonjakan ini, menganalisisnya secara bertanggung jawab, dan hanya melakukan yang terbaik tahap terakhir analisis “kartunya terungkap” dan anggota kolaborasi akan mengetahui apakah ini peristiwa nyata atau ujian kewaspadaan. Ngomong-ngomong, dalam satu kasus di tahun 2010, bahkan sampai pada titik penulisan artikel, namun sinyal yang ditemukan kemudian ternyata hanyalah “isian buta”.
Penyimpangan liris
Untuk sekali lagi merasakan kekhidmatan momen tersebut, saya mengusulkan untuk melihat cerita ini dari sisi lain, dari dalam ilmu pengetahuan. Ketika sulit, tidak bisa didekati masalah ilmiah tidak menyerah selama beberapa tahun - ini adalah momen kerja yang normal. Ketika tidak menghasilkan lebih dari satu generasi, hal itu dianggap sangat berbeda.
Sebagai anak sekolah, Anda membaca buku sains populer dan mempelajari teka-teki ilmiah yang sulit dipecahkan namun sangat menarik ini. Sebagai pelajar, Anda belajar fisika, memberikan laporan, dan terkadang, pantas atau tidak, orang-orang di sekitar Anda mengingatkan Anda akan keberadaannya. Kemudian Anda sendiri melakukan sains, bekerja di bidang fisika lain, tetapi sering mendengar tentang upaya yang gagal untuk menyelesaikannya. Tentu saja, Anda memahami bahwa ada sesuatu yang sedang terjadi di suatu tempat kerja aktif berdasarkan keputusannya, tapi hasil akhir bagimu sebagai orang luar tetap tidak berubah. Masalah dianggap sebagai latar belakang statis, sebagai hiasan, sebagai elemen fisika yang abadi dan hampir tidak berubah dalam skala kehidupan ilmiah Anda. Seperti tugas yang selalu dan akan selalu ada.
Dan kemudian - mereka menyelesaikannya. Dan tiba-tiba, dalam skala beberapa hari, Anda merasa bahwa gambaran fisik dunia telah berubah dan sekarang harus dirumuskan dalam istilah lain dan mengajukan pertanyaan lain.
Bagi orang-orang yang bekerja langsung dalam pencarian gelombang gravitasi, tugas ini tentu saja tidak berubah. Mereka melihat tujuannya, mereka tahu apa yang perlu dicapai. Mereka, tentu saja, berharap bahwa alam juga akan menemui mereka di tengah jalan dan melontarkan cipratan dahsyat ke beberapa galaksi terdekat, namun pada saat yang sama mereka memahami bahwa, meskipun alam tidak begitu mendukung, ia tidak dapat lagi bersembunyi dari para ilmuwan. . Satu-satunya pertanyaan adalah kapan tepatnya mereka akan mampu mencapai tujuan teknisnya. Cerita tentang sensasi dari seseorang yang telah mencari gelombang gravitasi selama beberapa dekade ini bisa disimak di film yang sudah disebutkan. "Menunggu Gelombang dan Partikel".
Pembukaan
Pada Gambar. 7 ditampilkan hasil utama: profil sinyal yang direkam oleh kedua detektor. Terlihat bahwa dengan latar belakang kebisingan, osilasi mula-mula tampak lemah, kemudian amplitudo dan frekuensinya meningkat. bentuk yang diinginkan. Perbandingan dengan hasil simulasi numerik memungkinkan kami mengetahui objek mana yang kami amati bergabung: ini adalah lubang hitam dengan massa sekitar 36 dan 29 massa matahari, yang bergabung menjadi satu lubang hitam bermassa 62 massa matahari (kesalahan dalam semua angka ini setara dengan 90 persen interval kepercayaan, adalah 4 massa matahari). Para penulis mencatat secara sepintas bahwa lubang hitam yang dihasilkan adalah lubang hitam bermassa bintang terberat yang pernah diamati. Selisih massa total kedua benda awal dan lubang hitam akhir adalah 3 ± 0,5 massa matahari. Cacat massa gravitasi ini sepenuhnya diubah menjadi energi gelombang gravitasi yang dipancarkan dalam waktu sekitar 20 milidetik. Perhitungan menunjukkan bahwa kekuatan gelombang gravitasi puncak mencapai 3,6·10 56 erg/s, atau dalam hal massa, sekitar 200 massa matahari per detik.
Signifikansi statistik dari sinyal yang terdeteksi adalah 5,1σ. Dengan kata lain, jika kita berasumsi bahwa fluktuasi statistik ini saling tumpang tindih dan murni kebetulan menghasilkan ledakan seperti itu, maka kejadian seperti itu harus menunggu 200 ribu tahun. Hal ini memungkinkan kami untuk menyatakan dengan yakin bahwa sinyal yang terdeteksi bukanlah fluktuasi.
Waktu tunda antara kedua detektor kira-kira 7 milidetik. Hal ini memungkinkan untuk memperkirakan arah datangnya sinyal (Gbr. 9). Karena hanya ada dua detektor, lokalisasinya ternyata sangat mendekati: wilayah bola langit yang sesuai dengan parameternya adalah 600 derajat persegi.
Kolaborasi LIGO tidak hanya sebatas menyatakan fakta pencatatan gelombang gravitasi, tetapi juga melakukan analisis pertama mengenai implikasi pengamatan ini terhadap astrofisika. Dalam artikel Implikasi astrofisika dari penggabungan lubang hitam biner GW150914, diterbitkan pada hari yang sama di jurnal Surat Jurnal Astrofisika, penulis memperkirakan frekuensi terjadinya penggabungan lubang hitam tersebut. Hasilnya adalah setidaknya satu merger per gigaparsec kubik per tahun, yang konsisten dengan prediksi model paling optimis dalam hal ini.
Apa yang gelombang gravitasi beritahukan kepada Anda?
Penemuan fenomena baru setelah pencarian selama puluhan tahun bukanlah akhir, melainkan hanya permulaan dari cabang baru ilmu fisika. Tentu saja, pencatatan gelombang gravitasi dari penggabungan dua gelombang hitam merupakan hal yang penting. Ini bukti langsung dan keberadaan lubang hitam, dan keberadaan lubang hitam ganda, dan realitas gelombang gravitasi, dan, secara umum, bukti kebenaran pendekatan geometris terhadap gravitasi, yang menjadi dasar relativitas umum. Namun bagi fisikawan, yang tidak kalah pentingnya adalah astronomi gelombang gravitasi menjadi alat penelitian baru, sehingga memungkinkan untuk mempelajari apa yang sebelumnya tidak dapat diakses.
Pertama, ini adalah cara baru untuk melihat alam semesta dan mempelajari bencana alam kosmik. Tidak ada hambatan bagi gelombang gravitasi; mereka melewati segala sesuatu di alam semesta tanpa masalah. Mereka mandiri: profil mereka memuat informasi tentang proses yang melahirkan mereka. Terakhir, jika satu ledakan besar menghasilkan ledakan optik, neutrino, dan gravitasi, maka kita dapat mencoba menangkap semuanya, membandingkannya satu sama lain, dan memahami detail yang sebelumnya tidak dapat diakses tentang apa yang terjadi di sana. Mampu menangkap dan membandingkan sinyal-sinyal berbeda dari satu peristiwa adalah tujuan utama astronomi semua sinyal.
Ketika detektor gelombang gravitasi menjadi lebih sensitif, mereka akan mampu mendeteksi guncangan ruang-waktu bukan pada saat penggabungan, tetapi beberapa detik sebelumnya. Mereka secara otomatis akan mengirimkan sinyal peringatan ke jaringan umum stasiun observasi, dan satelit teleskop astrofisika, setelah menghitung koordinat usulan penggabungan, akan punya waktu untuk berputar dalam hitungan detik ini. ke arah yang benar dan mulai memotret langit sebelum semburan optik dimulai.
Kedua, ledakan gelombang gravitasi akan memungkinkan kita mempelajari hal-hal baru tentang bintang neutron. Faktanya, penggabungan bintang neutron adalah eksperimen terbaru dan paling ekstrem terhadap bintang neutron yang dapat dilakukan alam untuk kita, dan kita, sebagai penonton, hanya perlu mengamati hasilnya. Konsekuensi pengamatan dari penggabungan tersebut dapat bervariasi (Gambar 10), dan dengan mengumpulkan statistiknya kita dapat lebih memahami perilaku bintang neutron di lingkungan eksotik tersebut. Tinjauan keadaan saat ini kasus-kasus ke arah ini dapat ditemukan dalam publikasi terbaru oleh S. Rosswog, 2015. Gambaran multi-messenger dari penggabungan biner kompak.
Ketiga, mencatat ledakan yang berasal dari supernova dan membandingkannya dengan pengamatan optik pada akhirnya akan memungkinkan kita untuk memahami secara rinci apa yang terjadi di dalam sana, pada awal keruntuhan. Kini fisikawan masih mengalami kesulitan dengan pemodelan numerik dari proses ini.
Keempat, fisikawan yang terlibat dalam teori gravitasi mempunyai “laboratorium” yang didambakan untuk mempelajari efek gravitasi kuat. Hingga saat ini, semua efek relativitas umum yang dapat kita amati secara langsung berkaitan dengan gravitasi bidang yang lemah. Kita bisa menebak apa yang terjadi dalam kondisi gravitasi yang kuat, ketika distorsi ruang-waktu mulai berinteraksi secara kuat dengan dirinya sendiri, hanya dari manifestasi tidak langsung, melalui gema optik dari bencana kosmik.
Kelima, ada peluang baru untuk menguji teori gravitasi yang eksotik. Sudah ada banyak teori seperti itu dalam fisika modern, lihat, misalnya, bab yang didedikasikan untuk teori tersebut dari buku populer “Gravity” oleh A. N. Petrov. Beberapa teori ini menyerupai relativitas umum konvensional dalam batas medan lemah, namun bisa sangat berbeda ketika gravitasi menjadi sangat kuat. Yang lain mengakui adanya jenis polarisasi baru untuk gelombang gravitasi dan memperkirakan kecepatannya sedikit berbeda dari kecepatan cahaya. Terakhir, ada teori yang memasukkan dimensi spasial tambahan. Apa yang dapat dikatakan tentang mereka berdasarkan gelombang gravitasi masih menjadi pertanyaan terbuka, namun jelas bahwa beberapa informasi dapat diambil dari sini. Kami juga merekomendasikan membaca pendapat para astrofisikawan sendiri tentang apa yang akan berubah dengan ditemukannya gelombang gravitasi, dalam pilihan di Postnauka.
Rencana masa depan
Prospek astronomi gelombang gravitasi sangat menarik. Sekarang hanya sesi pengamatan terpendek pertama dari detektor aLIGO yang telah selesai - dan dalam waktu singkat ini sinyal yang jelas telah terdeteksi. Akan lebih akurat untuk mengatakan ini: sinyal pertama telah ditangkap bahkan sebelum dimulainya secara resmi, dan kolaborasi tersebut belum melaporkan pekerjaan selama empat bulan. Siapa tahu mungkin sudah ada beberapa spike tambahan disana? Dengan satu atau lain cara, namun lebih jauh lagi, seiring dengan meningkatnya sensitivitas detektor dan perluasan bagian Alam Semesta yang dapat diakses oleh pengamatan gelombang gravitasi, jumlah peristiwa yang terekam akan bertambah seperti longsoran salju.
Jadwal sesi yang diharapkan untuk jaringan LIGO-Virgo ditunjukkan pada Gambar. 11. Sesi kedua, enam bulan akan dimulai pada akhir tahun ini, sesi ketiga akan memakan waktu hampir sepanjang tahun 2018, dan pada setiap tahap sensitivitas detektor akan meningkat. Sekitar tahun 2020, aLIGO akan mencapai sensitivitas yang direncanakan, yang memungkinkan detektor menyelidiki alam semesta untuk mengetahui penggabungan bintang-bintang neutron yang jauh dari kita pada jarak hingga 200 Mpc. Untuk peristiwa penggabungan lubang hitam yang lebih energik, sensitivitasnya bisa mencapai hampir satu gigaparsec. Dengan satu atau lain cara, volume Alam Semesta yang tersedia untuk observasi akan meningkat puluhan kali lipat dibandingkan sesi pertama.
Laboratorium Virgo Italia yang diperbarui juga akan mulai digunakan akhir tahun ini. Sensitivitasnya sedikit lebih rendah dibandingkan LIGO, tetapi masih cukup baik. Karena metode triangulasi, trio detektor yang ditempatkan secara terpisah di ruang angkasa akan memungkinkan pemulihan posisi sumber dengan lebih baik. bola langit. Jika sekarang dengan dua detektor, luas lokalisasinya mencapai ratusan derajat persegi, maka tiga detektor akan memperkecilnya hingga puluhan. Selain itu, antena gelombang gravitasi KAGRA serupa saat ini sedang dibangun di Jepang, yang akan mulai beroperasi dalam dua hingga tiga tahun, dan di India, sekitar tahun 2022, detektor LIGO-India rencananya akan diluncurkan. Hasilnya, setelah beberapa tahun, seluruh jaringan detektor gelombang gravitasi akan beroperasi dan merekam sinyal secara teratur (Gbr. 13).
Terakhir, terdapat rencana untuk meluncurkan instrumen gelombang gravitasi ke luar angkasa, khususnya proyek eLISA. Dua bulan lalu, satelit uji pertama diluncurkan ke orbit, yang tugasnya adalah menguji teknologi. Deteksi gelombang gravitasi secara nyata masih jauh. Namun ketika kelompok satelit ini mulai mengumpulkan data, mereka akan membuka jendela lain menuju alam semesta – melalui gelombang gravitasi frekuensi rendah. Pendekatan semua gelombang terhadap gelombang gravitasi ini adalah tujuan jangka panjang utama bidang ini.
Paralel
Penemuan gelombang gravitasi adalah yang ketiga kalinya dalam beberapa tahun terakhir ketika fisikawan akhirnya berhasil menembus semua rintangan dan mencapai seluk-beluk struktur dunia kita yang sebelumnya tidak diketahui. Pada tahun 2012, Higgs boson ditemukan, sebuah partikel yang diprediksi hampir setengah abad yang lalu. Pada tahun 2013, detektor neutrino IceCube membuktikan realitas neutrino astrofisika dan mulai “melihat alam semesta” dengan cara yang benar-benar baru dan sebelumnya tidak dapat diakses - melalui neutrino energi tinggi. Dan kini alam kembali dikalahkan oleh manusia: “jendela” gelombang gravitasi telah terbuka untuk mengamati alam semesta dan, pada saat yang sama, efek gravitasi yang kuat telah tersedia untuk dipelajari secara langsung.
Harus dikatakan bahwa tidak ada “barang gratisan” dari alam di mana pun di sini. Pencarian dilakukan dalam waktu yang sangat lama, namun tidak membuahkan hasil karena, puluhan tahun yang lalu, peralatan tersebut tidak mencapai hasil baik dari segi energi, skala, maupun sensitivitas. Perkembangan teknologi yang stabil dan terarahlah yang mengarah pada tujuan tersebut, suatu perkembangan yang tidak terhenti baik oleh kesulitan teknis maupun akibat negatif dari tahun-tahun sebelumnya.
Dan dalam ketiga kasus tersebut, fakta penemuan bukanlah akhir, melainkan awal dari arah penelitian baru, dan menjadi alat baru untuk menyelidiki dunia kita. Sifat-sifat Higgs boson telah tersedia untuk diukur - dan dalam data ini, fisikawan mencoba membedakan efek Fisika Baru. Berkat meningkatnya statistik neutrino berenergi tinggi, astrofisika neutrino mengambil langkah pertamanya. Setidaknya hal yang sama kini diharapkan dari astronomi gelombang gravitasi, dan ada banyak alasan untuk optimis.
Sumber:
1) Kolese Ilmiah LIGO. dan Virgo Col. Pengamatan Gelombang Gravitasi dari Penggabungan Lubang Hitam Biner // Fis. Putaran. Biarkan. Diterbitkan 11 Februari 2016.
2) Makalah Deteksi - daftar artikel teknis yang menyertai artikel penemuan utama.
3) E.Berti. Sudut Pandang: Suara Pertama Penggabungan Lubang Hitam // Fisika. 2016.V.9.N.17.
Materi ulasan:
1) David Blair dkk. Astronomi gelombang gravitasi: status saat ini // arXiv:1602.02872.
2) Kolaborasi Ilmiah Benjamin P. Abbott dan LIGO serta Kolaborasi Virgo. Prospek Mengamati dan Melokalisasi Transien Gelombang Gravitasi dengan LIGO Tingkat Lanjut dan Virgo Tingkat Lanjut // Pdt. Hidup Relativitas. 2016.V.19.N.1.
3) O.D.Aguiar. Detektor Gelombang Gravitasi Massa Resonansi Masa Lalu, Sekarang, dan Masa Depan // Res. Astron. Astrofisika. 2011.V.11.N.1.
4) Pencarian gelombang gravitasi - pilihan materi di situs majalah Sains pada pencarian gelombang gravitasi.
5) Matthew Pitkin, Stuart Reid, Sheila Rowan, Jim Hough. Deteksi Gelombang Gravitasi dengan Interferometri (Tanah dan Luar Angkasa) // arXiv:1102.3355.
6) V.B.Braginsky. Astronomi gelombang gravitasi: metode pengukuran baru // UFN. 2000. T. 170. hlm.743–752.
7) Peter R. Saulson.
