Экспериментально подтверждено существование гравитационных волн

Зафиксирована дрожь пространства-времени, рожденная слиянием двух черных дыр
11 февраля произошло событие в науке – глобального, если не сказать вселенского, масштаба. Через 100 лет после предсказания Эйнштейном гравитационных волн, одновременно в США, Великобритании, Италии, России и других странах, входящих в научную коллаборацию LIGO, было объявлено об их обнаружении.


Источником зафиксированной гравитационной волны стало слияние двух гигантских черных дыр. Фото с сайта www.ligo.org


Проект Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO – Laser Interferometric Gravitational Observatory) – система из двух одинаковых лазерных детекторов, предназначенных для фиксации невероятно малого смещения от прохождения гравитационных волн. Гравитационные волны на Земле вызывают чрезвычайно малое изменение размеров. Детекторы LIGO обнаружили относительное колебание пар пробных масс, разнесенных на 4 км, величиной в 10–19 м (это во столько же раз меньше размера атома, во сколько атом меньше яблока).

Детекторы расположены на расстоянии 3 тыс. км друг от друга в Ливингстоне (штат Луизиана) и Хэнфорде (штат Вашингтон). Коллаборация LIGO – это более 1 тыс. ученых из университетов в 15 странах. Россия представлена группой физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и группой Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

Чрезвычайно интересен и важен вопрос об источнике зафиксированной гравитационной волны. Этот источник находится в далеком космосе.

Согласно общей теории относительности, пара черных дыр, вращающихся вокруг друг друга, теряют энергию на излучении гравитационных волн, что заставляет их постепенно сближаться на протяжении миллиардов лет, и гораздо быстрее – на последних минутах. Во время последней доли секунды две черные дыры сталкиваются со скоростью почти в половину световой с образованием одной, более массивной черной дыры. При этом часть массы слившихся черных дыр превращается в энергию в соответствии с формулой Эйнштейна E=mc2. Эта энергия излучается в виде сильного всплеска гравитационных волн, которые и наблюдались LIGO.

Академик Валерий Рубаков, крупнейший российский специалист по космологии, так прокомментировал экспериментальное открытие гравитационных волн: «Совершенно неожиданно, что речь идет о слиянии черных дыр очень большой массы – 30 масс Солнца, никто не ожидал, что такие большие черные дыры в сколько-нибудь заметном количестве могут существовать в природе, а тем более сливаться, и в результате этого слияния образовываются гравитационные волны».

По мнению ученых, все это дает совершенно новые знания о Вселенной – как она образовалась, как происходила ее эволюция. И открывает совершенно новый вид астрономии – изучение космоса с помощью гравитационных волн. Человечество обрело дополнительное чувство – возможность не только видеть, слушать, но и буквально ощущать Вселенную.

Если гравитация, согласно Эйнштейну, это искривление геометрии пространства под действием массы, то должны были бы существовать и гравитационные волны. Но экспериментально обнаружить их никак не удавалось. И вовсе не потому, что испускаемая энергия невелика – она огромна; но гравитационные волны фактически не взаимодействуют с массой. Как сказал американский физик Джон Уиллер, «пространство говорит материи, как двигаться, а материя говорит пространству, как искривляться».

И вот теперь эта дрожь пространства-времени обнаружена. Теперь у нас, землян, есть таблица Менделеева, бозон Хиггса и гравитационные волны. Науке точно надо выдумать новую цель!

Независимая газета

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Новости