Необычные размышления о…

10.3. Определение скорости галактики с помощью обсерватории LIGO

На создание обсерватории LIGO были потрачены сотни миллионов, если не миллиарды долларов. Хочется, чтобы такие траты имели более значительную обусловленность. Для чего предлагаем задействовать обсерваторию LIGO для определения суммарной скорости перемещения нашей галактики в мировом пространстве и линейной скорости перемещения Солнца вокруг центра галактики. При этом мы должны помнить о том, что LIGO состоит из двух обсерваторий: в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон), удаленных друг от друга на 3002 километра. По замыслу авторов LIGO, этот факт, дескать, позволит определить направление на источник гравитационных волн. Ясно, что все четыре плеча таких двух обсерваторий не лежат в одной плоскости. Из-за сферичности Земли.

Четыре плеча обеих обсерваторий образуют в пространстве неизменную объемную конфигурацию. Однако она, перемещается в пространстве (из-за суточного и годового движений Земли). Такие движения Земли приведут к тому, что проекции неподвижного в пространстве суммарного вектора скорости галактики и Солнца вокруг галактики, а также линейные скорости суточного и годового движений Земли, на четыре плеча обеих обсерваторий, будут постоянно меняться. Но, при этом, представляется возможным, по таким проекциям построить пространственный суммарный вектор скорости и по направлению и по модулю.

Сложность состоит в том, чтобы в процессе измерений сохранить постоянной пространственную объемную конфигурацию из четырех плеч обеих обсерваторий. Если замеры производить сначала на одной обсерватории, а затем на другой, то из-за вращения Земли, и конечной жесткости измерительной конфигурации четырех плеч обсерваторий, конфигурация измерителя будет претерпевать изменения.

Замеры необходимо производить одновременно на всех четырех, разнесенных в пространстве, плечах обеих обсерваторий. Достичь этого возможно предварительной синхронизацией всех, задействованных в измерениях, часов.

Итак, методика определения искомого суммарного вектора скорости (по направлению и модулю) с помощью обеих обсерваторий LIGO, выглядит следующим образом. Собираем в одном месте 8 цезиевых часов. По двое часов на каждое плечо. Синхронизируем их, то есть выставляем на них одинаковую точку отсчета времени (одинаковый ноль). Размещаем часы на четырех плечах двух обсерваторий. Причем, на каждом плече, одни часы совмещаем с источником лазерного излучения, а вторые часы устанавливаем в конце четырех – километрового плеча, и совмещаем их (часы) с приемником лазерного излучения.

Определяем договорное время начала измерений. Договорное время – это любые, но одинаковые показания времени на всех 8 часах. В такое договорное время запускаем на всех четырех плечах лазерные импульсы и фиксируем показание часов на всех четырех плечах. Ясно, что такие четыре показания времени должны быть абсолютно одинаковы.

Ждем, пока четыре лазерных импульса в каждом плече достигнут своих приемников и в моменты их достижения, фиксируем показания часов, которые в каждом плече совмещены с приемниками лазерных импульсов. Вычисляем раздельно времена пролета лазерных импульсов в каждом из четырех плеч двух обсерваторий. Такие времена отражают проекции искомого суммарного вектора скорости.

Методами векторной математики, по таким проекциям, определяем искомый суммарный вектор скорости (по направлению и по модулю). При этом, заблаговременно, методами сферической тригонометрии, рассчитываем пространственные параметры объемной конфигурации, состоящей из четырех плеч обеих обсерваторий. Исходными данными, при этом, являются широта и долгота обеих обсерваторий, расстояние между ними (3002 км), допущение о сферичности (сфероид Красовского) Земли, ориентация в пространстве всех четырех плеч обеих обсерваторий. Поскольку все четыре плеча не лежат в одной плоскости, то для определения искомого суммарного вектора всех скоростей, достаточно одного одновременного замера на всех четырех плечах.

Мы получаем мгновенный суммарный вектор всех скоростей, с которыми перемещается наша объемная конфигурация из четырех плеч обсерваторий. Чтобы получить годовой график изменения такого суммарного вектора, необходимо хотя бы раз в сутки производить такие измерения. В результате за год получим 365 точек, по которым можно построить годовой график изменения суммарного вектора скорости. Постоянная составляющая на таком графике будет отображать суммарный вектор перемещения галактики и Солнца вокруг центра галактики (практически неизменная в течение 10 лет).

Переменная составляющая на таком графике (синусоида) отобразит вектор скорости годового движения Земли. Разность в амплитуде (между максимальным и минимальным значениями такой синусоиды) позволит нам рассчитать по Лоренцу сокращение в длине нашего стержня – четырех километрового плеча обсерватории. Поскольку такой стержень будет перемещаться в мировом пространстве с переменной, но известной нам, скоростью.