Ideya dostatochno prosta: esli gravitony imeyut massu, to mezhdu opticheskoi i gravitacionno-volnovoi krivymi bleska tesnyh dvoinyh sistem, sostoyashih iz belyh karlikov, budet nablyudat'sya opredelennyi fazovyi sdvig. Opticheskie nablyudeniya dolzhny budut provodit'sya na krupnyh nazemnyh teleskopah, a gravitacionnye volny predpolagaetsya registrirovat' na kosmicheskom lazernom interferometre LISA (predpolagaemyi srok ego zapuska - 2017 g.).

Pri dlitel'nyh (1-5 let) nablyudeniyah podobnyh sistem sdvig fazy opticheskogo i gravitacionnogo signala mozhet byt' izmeren s vysokoi tochnost'yu (do 10^-2-10^-3 radian). Dlya dvoinoi sistemy v centre Galaktiki (na rasstoyanii primerno 8 kpk) eto pozvolit izmerit' massu gravitona, esli ona prevyshaet ~10^-23 eV.

Dvoinye sistemy yavlyayutsya odnimi iz naibolee ochevidnyh kandidatov v istochniki gravitacionnyh voln (sm. takzhe obzor v UFN na russkom yazyke. Ssylka na spisok obzorov v levoi kolonke). Avtor rassmatrivaet v osnovnom nizkochastotnoe izluchenie, kotoroe smozhet registrirovat' kosmicheskii interferometr LISA (spisok ssylok na stranicy missii takzhe v levoi kolonke). Obsuzhdaetsya vozmozhnost' obnaruzheniya istochnikov LISA v elektromagnitnom diapazone, a takzhe prilozheniya k evolyucii dvoinyh sistem.

Kak izvestno, v poslednee vremya vse bol'shuyu i bol'shuyu populyarnost' sredi teoretikov priobretaet koncepciya "mira na brane" (sm. naprimer, obzor Rubakova v UFN). Hochetsya naiti (ili predskazat', esli rech' idet o teoretikah) hot' kakoe-to nablyudatel'noe proyavlenie etoi "istinnoi struktury" mira. Avtory rassmatrivayut vozmozhnost' registracii takogo "sleda" s pomosh'yu gravitacionno-volnovyh detektorov.

Redkii sluchai, kogda nazvanie (pravda dlinnoe) prakticheski polnost'yu ob'yasnyaet sut' stat'i. Ostaetsya dobavit', chto rech' idet o proektiruemom kosmicheskom lazernom detektore gravitacionnyh voln LISA, kotoryi, vozmozhno, zarabotaet v 2020 godu (ili dazhe ran'she). Eta antenna smozhet registrirovat' sliyaniya dvoinyh neitronnyh zvezd i chernyh dyr s rasstoyanii do 300 Mpk. Teoriya predskazyvaet, chto mozhno ozhidat' ot odnogo do neskol'kih podobnyh sobytii v god.

Esli predupredit' astronomov za nedelyu, na ukazannuyu tochku neba budut navedeny vsevozmozhnye instrumenty.

Bolee-menee vse uvereny, chto gamma-vspleski - eto moshnye vzryvy na kosmologicheskih rasstoyaniyah. Takzhe vse gotovy soglasit'sya, chto izvestnye gamma-vspleski mogut ne predstavlyat' odnorodnoi vyborki. Po-krainei mere chetko vydelyayutsya dva klassa vspleskov: kototkie i myagkie (po spektru) i dlinnyei zhestkie. Dovol'no chasto raznye avtory pytayutsya vydelit' drugie klassy i/ili podklassy.

V etoi stat'e avtor vydelyaet klass istochnikov, kotorye harakterizuyutsya nebol'shim kolichestvom shirokih impul'sov (napomnim, chto vsplesk mozhet sostoyat' iz odnogo pika, iz neskol'kih pikov ili zhe byt' ochen' sil'no izrezannym).

Krivye bleska samyh raznyh vspleskov mozhno posmotret' zdes':
http://www.batse.msfc.nasa.gov/batse/grb/lightcurve/

Izuchenie krivoi Log[N]-Log[Fp] dlya etih istochnikov pokazyvaet, chto oni dolzhny byt' dostatochno blizkoi populyaciei. Avtor predlagaet ih svyaz' so sverhnovymi tipa Ib/c. Bezuslovno, eto poka lish' gipoteza.

V stat'e obsuzhdayutsya tonkie gravitacionnye effekty, voznikayushie pri prohozhdenii linzirovannyh luchei (ili luchei, kotorye ispytayut linzirovanie) vblizi dvoinoi sistemy, kotoraya, estestvenno, yavlyaetsya istochnikov gravitacionnyh voln.

Avtory pokazyvayut, chto, esli luch prohodit dostatochno blizko ot dvoinoi, to mogut voznikat' potencial'no nablyudaemye effekty. Pravda, veroyatnost' etoochen' mala (luchu nado proiti ochen' blizko, a zvezdy, kak izvestno, razbrosany dovol'no redko). Edinstvennoi horoshei vozmozhnost' yavlyaetsya linzirovanie na tret'em komponente kratnoi sistemy.

Nazvanie ne vpolne sootvetstvuet soderzhaniyu dannogo obzora. Magnitnym polyam v nem udelena dostatochno nebol'shaya chast', poskol'ku krome etogo avtor rassmatrivaet voprosy sushestvovaniya massivnyh neitronnyh zvezd (s massami ~2.0-2.2M_o), sushestvovanie strannyh zvezd, fazovye perehody pri kotoryh neitronnaya zvezda chastichno prevrashaetsya v strannuyu (gibridnuyu) i izluchenie gravitacionnyh voln pri takih perehodah.

Ideya o tom, chto kollapsiruyushee yadro sverhnovoi dolzhno izluchat' gravitacionnye volny, vpervye byla vyskazana ochen', ochen' davno. Odnako na pervoe mesto sredi ozhidaemyh istochnikov gravitacionnyh voln eti ob'ekty tak i ne vyshli. Dlya sushestvennogo izlucheniya gravitacionnyh voln neobhodimo, chtoby forma kollapsiruyushego yadra otlichalas' ot osesimmetrichnoi, v protivnom sluchae izluchenie mozhet okazat'sya ochen' neznachitel'nym.

Dannaya seriya raschetov trudoemka tehnicheski, no ne yavlyaetsya chem-to unikal'nym, podobnye raschety vedut eshe neskol'ko grupp v mire. Osobennosti dannyh raschetov - sam kollaps i uravnenie sostoyaniya yadra uchityvali effekty OTO, a gravitacionnoe izluchenie schitalos' po n'yutonovskoi (kvadrupol'noi) formule. V rezul'tate poluchilos', chto pik izlucheniya blizok k granice chuvstvitel'nosti interferometrov TAMA i pervoi ocheredi LIGO pri udalenii ob'ekta 10 kpk (t.e. dlya sverhnovoi v nashei Galaktike).

Profili gravitacionnyh impul'sov ot dvuh razlichnyh modelei sverhnovyh

Esli kak-to vozmutit' formu chernoi dyry (takoe proishodit pri padenii na chernuyu dyru ili blizkom prolete massivnogo tela, pri sliyanii dvuh chernyh dyr i t.p.), to chernaya dyra budet stremit'sya v ravnovesnomu sostoyaniyu, a "izbavit'sya ot vozmushenii" ona smozhet edinstvennym dostupnym ei sposobom - s pomosh'yu ispuskaniya gravitacionnyh voln. Vozmushenie raspadaetsya na ryad fundamental'nyh mod - sobstvennyh kolebanii chernoi dyry. Podobnoe izluchenie ot chernoi dyry nazyvaetsya "zvonom". Amplituda takih kolebanii mozhet byt' dostatochno velika dlya registracii na lazernyh interferometrah. Prichem obnaruzhenie podobnogo gravitacionnogo izlucheniya budet pryamym dokazatel'stvom sushestvovaniya chernyh dyr.

Avtorami dannoi stat'i postroeno semeistvo shablonov - teoreticheskih profilei signalov - dlya effektivnogo poiska "zvona" chernyh dyr.

Segodnya u fizikov-teoretikov bol'shoi interes vyzyvayut teorii v kotoryh nashe prostranstvo-vremya imeet chislo razmernostei bol'shee chetyreh. Dlya vvedeniya dopolnitel'nyh izmerenii est' celyi ryad teoreticheskih predposylok. Odna iz takih teorii predpolagaet, chto sushestvuet tol'ko odno dopolnitel'noe zamknutoe izmerenie. V takoi modeli nash Mir raspolozhen na 4-mernoi giperpoverhnosti (brane), prichem vse obychnye chasticy i vzaimodeistviya privyazany k brane i tol'ko gravitaciya rasprostranyaetsya vo vsem prostranstve. [Skoree vsego dannaya teoriya ne imeet otnosheniya k fizicheskoi real'nosti, no iz-za nalichiya tol'ko odnogo dopolnitel'nogo izmereniya ee ochen' udobno issledovat'.]

Avtory dannoi stat'i rassmotreli vopros izlucheniya gravitacionnyh voln dvoinoi sistemoi v brannoi modeli. V nei takzhe udaetsya poluchit' kvadrupol'nuyu formulu, podobnuyu vyvedennoi Einshteinom dlya OTO, no iz-za nalichiya v 5-mernom mire dopolnitel'noi stepeni svobody v etoi formule voznikayut nekotorye izmeneniya. Razlichiya v izluchaemom potoke gravitacionnyh voln okazyvayutsya zametnymi i, dlya naibolee horosho izuchennogo dvoinogo pul'sara PSR 1913+16, sostavlyayut okolo 20%. Potok gravitacionnogo izlucheniya ot dannogo pul'sara (po evolyucii ego orbity) izmeren segodnya s tochnost'yu primerno 0.5%, t.e. nablyudeniya dvoinogo pul'sara pozvolyayut zakryt' celyi klass teorii.

Postroennye i nalazhivaemye seichas nazemnye lazernye detektory gravitacionnyh voln priblizhayutsya k zaplanirovannomu urovnyu chuvstvitel'nosti. Teper' za blizhaishie 1-2 goda (nepreryvnoi) raboty oni smogut zafiksirovat' redkoe, no moshnoe sobytie - sblizhenie i sliyanie dvuh chernyh dyr zvezdnoi massy v odnoi iz blizkih galaktik.

Bolee veroyatno, chto pridetsya podozhdat' neskol'ko let do zapuska sleduyushego pokoleniya detektorov, chuvstvitel'nost' kotoryh pozvolit registrirovat' astrofizicheskie istochniki gravitacionnyh voln pri samyh ostorozhnyh predpolozheniya ob moshnosti i chastote takih sobytii. A eshe v etih dopolneniyah vy naidete informaciyu o reliktovyh gravitacionnyh volnah (v svete dannyh WMAP) i ob ih svyazi s inflyaciei.

Esli by Vselennaya byla beskonechna, odnorodna (t.e. v lyubom ee meste bylo by stol'ko zhe galaktik i zvezd, kak i vozle nas) i ne rasshiryalas', to kuda by my ni napravili svoi vzor, on v konce koncov upersya by v kakuyu-nibud' zvezdu. To est' vse nebo svetilos' by takzhe yarko, kak Solnce. Odnako podobnogo svecheniya ne nablyudaetsya. Eto protivorechie bylo nazvano paradoksom Ol'bertsa.

Na samom dele Vselennaya imeet konechnyi vozrast, i zvezdami zapolnena tol'ko kakaya-to ee chast', krome togo ona rasshiryaetsya, chem dal'she ot nas galaktika, tem bystree ona udalyaetsya ot nas (soglasno zakonu Habbla) i iz-za effekta Dopplera ee svetit (eto vyglyadit kak fonovoe izluchenie), no gorazdo slabee, chem poverhnost' zvezdy. Odnako my nahoditsya ne v proizvol'noi tochke Vselennoi, a vnutri odnoi iz galaktik (v Mlechnom Puti), kotoraya takzhe svetitsya. Dlya nas ee svechenie takzhe budet vyglyadet' fonovym izlucheniem (esli my smotrim s ne slishkom vysokim uglovym razresheniem). Interesnym okazyvaetsya vopros o tom kakoi ih etih dvuh fonov budet vyshe - Galakticheskii ili vnegalakticheskii? Vse eti rassuzhdeniya polnost'yu prilozhimy kak k istochnikam elektromagnitnogo izlucheniya, tak i k gravitacionnym volnam.

Otvet na poslednii vopros mog byt' poluchen tol'ko s pomosh'yu konkretnoi modeli evolyucii dvoinyh zvezd (t.k. osnovnymi istochnikami gravitacionnyh voln v galaktikah yavlyayutsya dvoinye zvezdy). Vpervye eto bylo sdelano v 1987 godu Lipunovym, Postnovym i Prohorovym. Togda poluchilos', chto vnegalakticheskii gravitacionno-volnovoi fon v 10 raz slabee fona Galaktiki. No tam ispol'zovalas' netochnaya model' zvezdoobrazovaniya - soglasno rezul'tatam dannoi raboty vnegalakticheskii fon eshe v 3 raza slabee.

Podrobnee pro gavitacionno-volnovoi fon neby vy mozhete prochitat' zdes'.

^{(Arhiv Gravitacionnye volny:} v.2, 2004, v.1, 2002-2003)