В 1915 году Альберт Эйнштейн сформулировал Общую теорию относительности, согласно которой гравитация — это результат искривления пространства-времени массивными объектами. Он предсказал, что если такие объекты ускоряются или сталкиваются, они должны испускать колебания в пространстве-времени — гравитационные волны.
Впервые эти волны зафиксировали только в 2015 году, спустя сто лет после предсказания. Теперь ученые используют их для изучения самых загадочных объектов во Вселенной — нейтронных звезд.
После взрыва массивной звезды остается нейтронная — объект диаметром всего 20 км, но с массой в два раза больше Солнца. Это самая плотная материя во Вселенной, но ученые до сих пор не знают, что скрывается в ее ядре.
Гравитационные волны, испускаемые при столкновении нейтронных звезд, могут помочь ответить на этот вопрос.
Когда две нейтронные звезды вращаются друг вокруг друга, они постепенно сближаются и в конечном итоге сталкиваются, вызывая мощный взрыв — килоновую. Остаток этого слияния, представляющий собой сверхплотный и быстро вращающийся объект, испускает гравитационные волны в узком диапазоне частот.
Астрономы провели компьютерное моделирование и выяснили, что после столкновения амплитуда гравитационных волн постепенно снижается, а сам сигнал очищается и звучит на одной частоте. Это явление назвали «длинным звоном».
Ученые считают, что в этом сигнале зашифрована информация о свойствах материи в ядре нейтронных звезд. Анализируя его, можно уточнить уравнение состояния вещества при экстремально высокой плотности.
Современные детекторы пока не могут зафиксировать «длинный звон», но их следующее поколение справится с этой задачей. Это поможет лучше понять, из чего состоят нейтронные звезды, а значит, приблизиться к разгадке фундаментальных законов физики, которые предсказал Эйнштейн более века назад.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Читать далее:
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Через Млечный Путь несется пара объектов на гиперскорости: что о них известно
Началась разработка космического двигателя на воде: что о нем известно
Обложка: AI | freepik