Крис Импи - Чудовища доктора Эйнштейна [litres]

Прошло всего несколько лет, и наблюдения гравитационных волн стали почти рутиной. – Прим. науч. ред.

A. Murguia-Merthier et al., “A Neutron Star Binary Merger Model for GW170817/GRB170817A/SSS17a,” Astrophysical Journal Letters 848 (2017): L34–42.

M.R. Seibert et al., “The Unprecedented Properties of the First Electromagnetic Counterpart to a Gravitational-Wave Source,” Astrophysical Journal Letters 848 (2017): L26–32.

J. Abadie et al., “Predictions for the Rates of Compact Binary Coalescences Observable by GroundBased Gravitational-Wave Detectors,” Classical Quantum Gravity 27 (2010): 173001–26.

Третий этап наблюдений Advanced LIGO начался в апреле 2019 г. и должен продлиться год. Выход на проектную чувствительность ожидается к 2021 г. – Прим. науч. ред.

B.P. Abbott et al., “The Rate of Binary Black Hole Mergers Inferred from Advanced LIGO Observations Surrounding GW150914,” Astrophysical Journal Letter s 833 (2016): L1–99. Advanced LIGO, работающая в связке с европейским интерферометром VIRGO, будет определять местонахождение источников сигналов с точностью до пяти квадратных градусов – в 100 раз точнее, чем при первых регистрациях LIGO.

Изначально LISA был совместным проектом NASA и ЕКА. Первые проектные исследования начались еще в 1980-х гг., но NASA столкнулось с проблемами финансирования и вышло из проекта в 2011 г., а ЕКА из партнера превратилась в единственного участника этой амбициозной программы. LISA – ведущая новая миссия программы ЕКА «Космическое видение» с ориентировочной датой запуска в 2034 г. См.: https://www.elisascience.org/news/top-news/gravitationaluniverseselectedasl3.

M. Armano et al., “Sub-Femto-g Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results,” Physical Review Letters 116 (2016): 231101–11.

По аналогии со случаем черной дыры звездной массы самым трудным для понимания вопросом являются сроки итогового слияния. Необходимая для слияния сверхмассивных черных дыр потеря момента импульса представляет так называемую проблему «последнего парсека». В богатой газом галактике конечная фаза слияния может занять 10 млн лет, а в галактике, бедной газом, – миллиарды лет. Согласно некоторым моделям, она может превысить возраст Вселенной, из чего следует, что массивные галактики могут содержать двойные сверхмассивные черные дыры, которые никогда не сольются, – что, в свою очередь, означает отсутствие сигнала гравитационной волны, который мы могли бы зарегистрировать.

J. Salcido et al., “Music from the Heavens: Gravitational Waves from Supermassive Black Hole Mergers in the EAGLE Simulations,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 463 (2016): 870–85.

G. Hobbs, “Pulsars as Gravitational Wave Detectors,” in High Energy Emission from Pulsars and Their Systems , Astrophysics and Space Science Proceedings (Berlin: Springer, 2011), 229–40.

S.R. Taylor et al., “Are We There Yet? Time to Detection of Nano-Hertz Gravitational Waves Based on Pulsar-Timing Array Limits,” Astrophysical Journal Letters 819 (2016): L6–12.

A. Guth, The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins (New York: Perseus, 1997).

P.D. Lasky et al., “Gravitational Wave Cosmology Across 29 Decades in Frequency,” Physical Review X 6 (2016): 011035–46.

На языке науки этот паттерн называется В-модой поляризации: соответствующий рисунок электромагнитного поля состоит из наложенных завитков. Температура микроволнового фона одинакова по всему небу с точностью до одной стотысячной, поляризованный сигнал в 100 раз слабее, и регистрация эффекта гравитационных волн требует исключительной точности.

D. Hanson et al., “Detection of B-Mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope,” Physical Review Letters 111 (2014): 141301–07.

Фермионы – частицы с полуцелым спином, обладающие статистическими характеристиками, – были описаны Энрико Ферми и Полем Дираком в 1930-е гг. Никакие два фермиона не могут обладать одинаковыми квантовыми свойствами. К фундаментальным фермионам относятся электрон и шесть типов кварков, к составным – протоны и нейтроны. Бозоны – частицы с целым спином и статистическими характеристиками, сформулированными Альбертом Эйнштейном и Шатьендранатом Бозе в 1920-е гг. Фундаментальные бозоны – это фотон, бозон Хиггса и (пока гипотетический) гравитон. Составные бозоны – это, например, ядро гелия и ядро углерода. Бозоны в любом количестве могут иметь одинаковое квантовое состояние. Фермионы считаются частицами, а бозоны – переносчиками взаимодействий, однако в квантовой механике между этими двумя категориями нет четкой границы.

Следует отметить, что идея существования дополнительных измерений необязательно является поводом сомневаться в теории струн как способе описания природы. Математические аспекты многомерных пространств были проработаны в середине XIX в. Гауссом и Бойяи. В 1920-х гг. Калуца и Клейн создали раннюю теорию гравитации, включающую дополнительное измерение. Теория струн остается очень активной областью теоретической физики, где есть и прогресс, и регресс. Чтобы взглянуть на положительные аспекты теории струн и увидеть ее красоту и потенциал в качестве «теории всего», см.: B. Greene, The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (New York: W.W. Norton, 2003). Противоположный взгляд: L. Smolin , The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next (New York: Houghton Mifflin, 2006).

В невращающейся черной дыре сингулярность является точкой, во вращающейся – кольцом. У физика кольцеобразная сингулярность вызывает не большее отторжение, чем точечная, поскольку сохраняет бесконечное искривление пространственно-временного континуума в каждой точке окружности.

J. Womersley, “Beyond the Standard Model,” Symmetry , February 2005, 22–25. Несколько более специализирующаяся на технических аспектах статья с таким же названием: J.D. Lykken, “Beyond the Standard Model”, это лекция, прочитанная в рамках Европейской школы физики высоких энергий 2009 г., CERN Yellow Report CERN-2010–0002 (Geneva: CERN, 2011), 101–09.

L. Randall and R. Sundrum, “An Alternative to Compactification,” Physical Review Letters 83 (1999): 4690–93.

L. Randall, Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe’s Hidden Dimensions (New York: Ecco, 2005).

M. Holloway, “The Beauty of Branes,” Scientific American 293, November 2005, 38–40.

L. Randall, “Theories of the Brane,” in The Universe: Leading Scientists Explore the Origin, Mysteries, and Future of the Cosmos , edited by J. Brockman (New York: HarperCollins, 2014), 62–78.

e. e. cummings, “Pity this busy monster, manunkind,” in e. e. cummings: Complete Poems 1904–1962 (New York: W.W. Norton, 1944).

J. Neilsen et al., “The 3 Million Second Chandra Campaign on Sgr A*: A Census of X-ray Flaring Activity from the Galactic Center,” in The Galactic Center: Feeding and Feedback in a Normal Galactic Nucleus , Proceedings of the International Astronomical Union, vol. 303 (2013): 374–78.

M. Nobukawa et al., “New Evidence for High Activity of the Super-Massive Black Hole in our Galaxy,” Astrophysical Journal Letters 739 (2011): L52–56.

F. Nicastro et al., “A Distant Echo of Milky Way Central Activity Closes the Galaxy’s Baryon Census,” Astrophysical Journal Letters 828 (2016): L12–20.

“Chandra Finds Evidence for Swarm of Black Holes Near the Galactic Center”.