М.Ю. Королев. Гравитационно-волновая астрономия — новый метод исследования Вселенной

Автор:

Королев Максим Юрьевич – доктор педагогических наук, заведующий кафедрой физики космоса, Московский педагогический государственный университет, Москва;

E-mail: myu.korolev@mpgu.su

Тип статьи: научная

Страницы: 45-57

DOI 10.47639/0130-5522_2024_5_45

ББК 74.262.23

УДК 372.853

Аннотация статьи

В статье рассмотрена история открытия гравитационных волн. Описаны основные исследования ученых, посвященные изучению гравитационных волн. Рассмотрены детекторы гравитационных волн, работающие в настоящее время, и перспективные разработки на будущее. Сформулированы основные результаты открытия гравитационных волн и задачи, которые могут быть решены с их помощью

Ключевые слова:

гравитационные волны, гравитационно-волновая астрономия, гравитационные детекторы, черные дыры, двойные звездные системы

ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:

Gravitational-wave astronomy – a new method of exploring the Universe

Author:

Korolev M.Yu. – DrSci (Pedagogy), the head of the Department, Moscow Pedagogical State University, Moscow;

E-mail: myu.korolev@mpgu.su

Article type: the scientific

Pages: 45-57

DOI 10.47639/0130-5522_2024_5_45

ББК 74.262.23

УДК 372.853

Annotation

The article examines the history of the discovery of gravitational waves. The main research of scientists devoted to the study of gravitational waves is described. Gravitational wave detectors currently in operation and promising developments for the future are considered. The main results of the discovery of gravitational waves and the problems that can be solved with their help are formulated

Keywords:

gravitational waves, gravitational-wave astronomy, gravitational detectors, black holes, binary star systems

Литература

1.                 Abramovici A., Althouse W.E., Drever R.W.P. et al. LIGO: The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory // Science. 1992. 256 (5055), 325–333. doi:10.1126/science.256.5055.325

2.                 Chiang-Mei Chen, James M. Nester, Wei-Tou Ni. A brief history of gravitational wave research // Chin. J. Phys. 2017. 55, 142. DOI:10.1016/j.cjph.2016.10.014

3.                 Cornish N., Robson T. Galactic binary science with the new LISA design // Journal of Physics: Conference Series. 2017. 840 (1): 012024. arXiv:1703.09858. Bibcode:2017JPhCS.840a2024C. DOI:10.1088/1742-6596/840/1/012024.

4.                 Heaviside O.A. Gravitational and electromagnetic analogy // Electromagnetic Theory. 1894–1912. Vol. 1. P. 455-466, Appendix B.

5.                 Jun Luo; et al. TianQin: a space-borne gravitational wave detector // Classical and Quantum Gravity. 2016. 33 (3): 035010. arXiv:1512.02076. Bibcode:2016CQGra..33c5010L. doi:10.1088/0264-9381/33/3/035010.

6.                 Padma T.V. India's LIGO gravitational-wave observatory gets green light // Nature. 2019. doi:10.1038/d41586-019-00184-z. S2CID 128018821.

7.                 Reitze D., Adhikari R.X., Ballmer S. et al. Cosmic Explorer: The U.S. Contribution to Gravitational-Wave Astronomy beyond LIGO // Bulletin of the American Astronomical Society. 2019. 51 (7): 35. arXiv:1907.04833. Bibcode:2019BAAS...51g..35R.

8.                 Kawamura Seiji et al. Current status of space gravitational wave antenna DECIGO and B-DECIGO // Progress of Theoretical and Experimental Physics. 2021. (5): 05A105. doi:10.1093/ptep/ptab019.

9.                 The Role of Gravitation in Physics: Report from the 1957 Chapel Hill Conference/ Cécile M. DeWitt and Dean Rickles (eds.). – Berlin: Edition Open Access, 2011. – 298 p. URL: https://edition-open-sources.org/sources/5/toc.html (дата обращения: 22.11.2023).

10.            Wu Y.-L., Hu W.-R. The Taiji Program in Space for gravitational wave physics and the nature of gravity // National Science Review. 2017. 4 (5): 685-686. doi:10.1093/nsr/nwx116. ISSN 2095-5138.

11.            Бейлин В.А. Регистрация гравитационных волн - триумф общей теории относительности (как включать новые факты в преподавание физики) / В.А. Бейлин, О.Н. Голубева, Л.А. Минасян // Физическое образование в ВУЗах. 2018. Т. 24. № 4. С. 5-16.

12.            Биленко И.А. История открытия гравитационных волн/ И.А. Биленко, С.П. Вятчанин, М.Л. Городецкий и др.// Историко-астрономические исследования. Вып. XL / Ин-т истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН: отв. ред. Г.Е. Куртик. – Дубна: Феникс+, 2018. – С. 9-25.

13.            Биллингс Л. Центр гравитации// В мире науки. 2020. № 1-2. С. 104-111.

14.            Брагинский В.Б., Биленко И.А., Вятчанин С.П., Городецкий М.Л., Митрофанов В.П., Прохоров Л.Г., Стрыгин С.Е., Халили Ф.Я. Дорога к открытию гравитационных волн// Успехи физических наук. 2016. Т. 186. Вып. 9. С. 968-974.

15.   Иванов И. Гравитационные волны – открыты! – URL: http://elementy.ru/novosti_nauki/432691/Gravitatsionnye_volny_otkryty (дата обращения: 15.11.2023).

16.   Иванов И. Детектор гравитационных волн Virgo. – URL: https://elementy.ru/kartinka_dnya/374/Detektor_gravitatsionnykh_voln_Virgo (дата обращения: 16.11.2023).

17.            Иванов И. Нобелевская премия по физике – 2017. – URL: https://elementy.ru/novosti_nauki/433128/Nobelevskaya_premiya_po_fizike_2017 (дата обращения: 15.11.2023).

18.            Иванов И. Новые данные обсерватории Planck закрывают чересчур оптимистичную интерпретацию результатов BICEP2. – URL: https://elementy.ru/novosti_nauki/432321/Novye_dannye_observatorii_Planck_zakryvayut_chereschur_optimistichnuyu_interpretatsiyu_rezultatov_BICEP2?story=67 (дата обращения: 16.11.2023).

19.            Иванов И. Эксперимент BICEP2 подтверждает важнейшее предсказание теории космической инфляции. – URL: https://elementy.ru/novosti_nauki/432215/Eksperiment_BICEP2_podtverzhdaet_vazhneyshee_predskazanie_teorii_kosmicheskoy_inflyatsii (дата обращения: 16.11.2023).

20.            Ильин В.А., Бахтина Е.Ю. Высочайшая фундаментальность Нобелевской премии по физике за 2017 год// Физика в школе. 2017. № 8. С. 53-57.

21.            Королев М.Ю. Долгожданное открытие – обнаружены гравитационные волны// Физика в школе. 2016. № 3. С. 59-62.

22.            Королев М.Ю. Современные исследования черных дыр звездных масс// Физика в школе. 2024. № 1. С. 55-64.

23.            Королев М.Ю., Кудрявцев В.В. Черные дыры: теоретические исследования и практические открытия. Нобелевская премия по физике 2020 года// Физика в школе. 2020. № 8. С. 50-59.

24.   Левин А. Гравитационные волны: дорога к открытию. – URL: http://trv-science.ru/2016/02/12/gravitacionnye-volny-doroga-k-otkrytiyu/ (дата обращения: 15.11.2023).

25.            Липунов В.М. Лауреаты Нобелевской премии 2017 года по физике – Р. Вайсс, Б. Бэриш, К. Торн // Природа. 2018. № 1(1229). С. 65-73.

26.            Липунов В.М. Астрофизический смысл открытия гравитационных волн// Успехи физических наук. 2016. Т. 186. Вып. 9. С. 1011-1022.

27.   Мусин М. За волной волна. Что будет в астрономии после открытия гравитационных волн. – URL: https://nplus1.ru/material/2016/03/18/gravitata (дата обращения: 16.11.2023).

28.            Петров А.Н. Гравитация. От хрустальных сфер до кротовых нор. – Фрязино: «Век 2», 2013. – 320 с.

29.   Постнов К. Гравитационные волны: история изучения и открытие LIGO. – URL: http://postnauka.ru/faq/59492 (дата обращения: 15.11.2023).

30.            Принципы построения межспутниковых лазерных интерферометров в существующих проектах гравитационноволновых антенн и космических гравитационных градиентометров / С.С. Донченко, Р.А. Давлатов, Е.А. Лавров [и др.] // Альманах современной метрологии. 2022. № 1(29). С. 82-105.

31.            Пустовойт В.И. Об истории непосредственного обнаружения гравитационных волн // Альманах современной метрологии. 2017. № 1 (9). С. 11-43.

32.            Пустовойт В.И. О непосредственном обнаружении гравитационных волн// Успехи физических наук. 2016. Т. 186. Вып. 10. С. 1133-1152.

33.            Руденко В.Н. Гравитационно-волновой эксперимент в России// Успехи физических наук. 2017. Т. 187. Вып. 8. С. 892-905.

34.            Торн Кип С. Черные дыры и складки времени: Дерзкое наследие Эйнштейна. – М.: Издательство физико-математической литературы, 2007. – 616 с.

35.            Тэйлор Дж.X. (мл.) Двойные пульсары и релятивистская гравитация. Нобелевская лекция// Успехи физических наук. 1994. Т. 164. Вып. 7. С. 757-764.

36.            Уилл К.М. Двойной пульсар, гравитационные волны и Нобелевская премия// Успехи физических наук. 1994. Т. 164. Вып. 7. С. 765-773.

37.            Штерн Б. Реликтовые гравитационные волны: последний штрих в картине происхождения Вселенной? // Троицкий вариант. 2014. №6 (150). – URL: https://www.trv-science.ru/2014/03/reliktovye-gravitacionnye-volny/ (дата обращения: 16.11.2023).

38.            Штерн Б. Что увидели детекторы LIGO // Троицкий вариант. 2016. №4 (198). – URL: https://www.trv-science.ru/2016/02/chto-uvideli-detektory-ligo/ (дата обращения: 16.11.2023).

39.            Штерн Б.Е., Рубаков В.А. Астрофизика. Троицкий вариант. – М.: Издательство АСТ, 2020. – 368 с.

Дата поступления рукописи (Received): 19.11.2023.

Опубликовано (Published): 16.05.2024.