Найден путь в иной мир

Ученые готовятся объявить о существовании гравитационных волн

9 февраля 2016 в 19:12, просмотров: 23139

Доказательство существования гравитационных волн, предсказанных еще общей теорией относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, намереваются представить в ближайший четверг американские ученые. Эти волны, по сообщению в микроблоге космолога из Университета штата Аризона Лоуренса Краусса, обнаружили модернизированные детекторы обсерватории LIGO. Объяснить читателям «МК» значение гравитационных волн мы попросили ведущего научного сотрудника отдела теоретической астрофизики Астрокосмического центра ФИАН Павла ИВАНОВА.

Найден путь в иной мир
фото: ru.wikipedia.org

Итак, с чего все началось? Если в глобальном смысле, то, конечно же, с общей теории относительности Альберта Эйнштейна, предсказавшей, что космическое тело, летящее с измененным ускорением, создает возмущение пространства-времени — гравитационную волну. Косвенно ее существование уже было доказано в результате сближения тесных систем двойных звезд — они теряли энергию на излучение гравитационных волн. Но зарегистрировать сами волны до последнего времени не удавалось из-за их малой величины.

И вот теперь есть данные, что это удалось детектору LIGO, самому чувствительному на сегодняшний день и специально созданному для фиксации гравитационных волн прибору. Он зафиксировал искажения пространства после наблюдения слияния двух массивных черных дыр с массой 29 и 36 масс Солнца. После слияния масса объекта составила 62 массы Солнца.

Эта информация, собственно, просочилась не из LIGO. В середине января теоретик из Аризонского университета Лоуренс Краусс сообщил о сенсации в Twitter. Но всерьез научная общественность заговорила об открытии гравитационных волн только после того, как о готовящейся 11 февраля конференции оповестили физик-теоретик Клиффорт Бурджесс и сайт журнала Science.

— Итак, чего мы ждем от открытия? — задаю я вопрос Иванову.

— Доказательство существования гравитационных волн откроет человечеству новое окно во Вселенную. Мы получим дополнительный инструмент для ее изучения ко всем уже имеющимся у нас диапазонам электромагнитных волн: от радиоволн до гамма-излучения. Если мы будем надежно регистрировать гравитационные волны, то сможем многое узнать о черных дырах, нейтронных звездах, как они сливаются, как эволюционируют и так далее. Ну и о самой Вселенной, конечно...

— После чего начались поиски гравитационных волн?

— Мы знаем, что многие тела, теряющие энергию, излучают гравитационные волны. Был обнаружен двойной пульсар, то есть две нейтронные звезды, крутящиеся друг относительно друга. Когда померили орбиту пульсара, то обнаружили, что она становится меньше как раз вследствие излучения гравитационных волн. Только за этот пульсар, за обнаружение эффекта излучения ученым дали Нобелевскую премию!

— Почему так сложно обнаружить гравитационную волну?

— Она очень слабая: когда проходит, вызывает смещение длины наблюдательного инструмента в 10 в -23-й степени раз! Огромные средства и усилия понадобились ученым для того, чтобы научиться мерить такие слабые сигналы. И мы пока не говорим, что их открыли... В мире есть несколько экспериментальных установок, при помощи которых специалисты хотят уловить смещение. Одной из них как и раз и является LIGO — лазерный многокилометровый интерферометр.

— Итак, при помощи гравитационных волн вы сможете лучше изучать динамику черных дыр. В чем будет разница с электромагнитными волнами?

— С помощью электромагнитного излучения изучение дается труднее — много неопределенностей, всегда надо учитывать динамику газа...

— Если существование гравитационных волн будет доказано, кто главный претендент на Нобелевскую премию?

— Премию если дадут, то, скорее всего, не теоретикам, а тем, кто занимается приборами. Хотя в теорию гравитационных волн большой вклад внесли и наши ученые. В советское время таким человеком, безусловно, был Яков Зельдович и представители его школы, сейчас направление возглавляет член-корреспондент РАН Владимир Брагинский. Из зарубежных коллег он сотрудничает в этом вопросе с Кипом Торном.

— Кип Торн — консультант фильма «Интерстеллар», в котором очень популярно представлены кротовые норы — пространственно-временные туннели?

— Понимаю ваш намек. Но нет, кротовые норы имеют совершенно другой статус, и теоретический, и наблюдательный. Это значительно более фантастические вещи, нежели гравитационные волны, в существовании которых мы не сомневаемся.

— Но, как мы поняли из фильма, кротовые норы (или «червоточины») как раз и возникают благодаря гравитационным волнам...

— Нет, эти волны никогда не смогут образовать кротовую нору. В рамках существующей теории их вообще невозможно сделать, они должны существовать изначально, с самого начала расширения Вселенной. И, для того, чтобы их поддерживать, чтобы они не схлопнулись, нужно вещество с необычными свойствами, которое обладает отрицательной плотностью энергий. В общем, кротовые норы — это гипотетический объект, теория их не запрещает, но пока нет и понимания, из чего они должны состоять.



Партнеры