Гравитационные волны Эйнштейна нашлись через 100 лет
Ученые уловили колебания от столкновения двух черных дыр
Ученые из проекта LIGO сумели первыми в истории зафиксировать гравитационные волны. ©
По теме: Звуки космоса
Приборы двух обсерваторий зафиксировали пространственно-временные искажения, вызванные столкновением двух гигантских черных дыр, которое произошло больше миллиарда лет тому назад.
Поиски физического явления, описанного впервые Альбертом Эйнштейном в 1916 году, завершились. Ученые, работающие в обсерваториях проекта LIGO, расположенных в американских штатах Вашингтон и Луизиана, сообщили в ходе пресс-конференции, что им удалось первыми в истории зафиксировать пространственно-временные искажения: «Мы сделали это! Мы обнаружили гравитационные волны»,— заявил ведущий ученый проекта Дэвид Ритц.
2.
Всего над одним из важнейших открытий в области физики трудились около тысячи научных специалистов. Гравитационные волны — это искажения пространства и времени, которые, согласно теории Альберта Эйнштейна, происходят в результате взаимодействия во Вселенной двух гигантских объектов, каждый из которых обладает собственным гравитационным полем. В результате столкновения и образуются волны, которые распространяются по всему космосу со скоростью света. Примером подобного события мог быть Большой взрыв, столкновение двух планет или же черных дыр. В итоге обсерваториям удалось зафиксировать волны, произошедшие от столкновения как раз двух черных дыр, масса которых превышала Солнце примерно в 30 раз. Произошло же это событие 1,3 млрд лет тому назад. Сложность их обнаружения в том, что со временем, как и волны на поверхности воды, гравитационные волны имеют свойство угасать. Именно поэтому обнаружить их до настоящего времени было невозможно — их интенсивность слишком мала. «Ученые искали гравитационные волны не одно десятилетие, но только сейчас в нашем распоряжении появились невероятно точные технологии, которые смогли поймать это очень-очень слабое эхо из космоса»,— заявил во время пресс-конференции профессор Карстен Данцман, директор Института гравитационной физики Общества Макса Планка и директор ганноверского Университета Лейбница.
3.
Совершенное учеными LIGO открытие станет отправной точкой для нового направления в изучении космоса и даст возможность лучше понять природу черных дыр и еще дальше продвинуться в исследовании раннего периода существования Вселенной: «С этим открытием для нас начинается новое невероятное приключение: поиски и исследование искаженной стороны Вселенной, предметов и явлений, которые построены из искривленного пространства-времени. Сталкивающиеся черные дыры и гравитационные волны — наши первые прекрасные образцы»,— подчеркнул один из основателей проекта LIGO астрофизик Кип Торн.
4.
Лови волну
Американские физики подтвердили существование гравитационных волн Эйнштейна
Фактически гравитационные волны были обнаружены еще в прошлом году — 14 сентября 2015 года в 5:51 утра по времени Восточного побережья США две обсерватории, работающие в рамках проекта LIGO (Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория), зафиксировали слабые колебания. Последующие месяцы понадобились для того, чтобы проверить и интерпретировать показания детекторов. ©
Выступая 11 февраля на презентации, организованной Национальным научным фондом, исполнительный директор LIGO Дэвид Рейтзе (Ритц) рассказал о том, что стало источником загадочных колебаний. Предположительно, зарегистрированные гравитационные волны возникли в результате столкновения двух черных дыр, масса которых превышает массу нашего Солнца в 29 и 36 раз соответственно. Само явление произошло около 1,3 млрд лет назад. За считанные доли секунды в окружающее пространство выделилась энергия, равная трем массам Солнца; гравитационные волны, распространяясь во все стороны со скоростью света, наконец достигли и нашей планеты.
5.
Учитывая, насколько низка вероятность подобного явления (слияния двух черных дыр), можно сказать, что зарубежным физикам страшно повезло: если бы явление имело место хотя бы на 15 лет раньше, до того как был открыт проект LIGO, гравитационные волны некому было бы зафиксировать. Рейтзе назвал детекторы-близнецы, установленные в двух обсерваториях, «самыми точными измерительными устройствами, когда-либо создававшимися руками человека». Научный отчет об открытии опубликован за коллективной подписью в журнале Physical Review Letters, посвященном теоретической физике.
Гравитационные волны были предсказаны австрийским физиком Альбертом Эйнштейном в рамках общей теории относительности (ОТО), созданной им к 1915 году. А что такое гравитационные волны? Эти волны, которые способна излучать любая движущаяся с переменным ускорением материя, представляют собой своего рода аналог электромагнитных волн, однако их энергия в 1040 меньше, благодаря чему их чрезвычайно сложно обнаружить. ОТО была с самого начала воспринята в штыки многими физиками, поскольку ее экспериментальное подтверждение сопряжено со значительными сложностями. Получить подтверждение нескольких следствий ОТО удалось в течение столетия, прошедшего с ее создания, — астрофизики наблюдали наглядные подтверждения гравитационного линзирования далеких галактик, приводящего к искривлению света в мощном гравитационном поле, замедления времени в гравитационном поле звезд и т.п. Настал черед и гравитационных волн. Подчеркнув силу предвидения Эйнштейна, физики высказали мнение, что полученные ими результаты заставили бы знаменитого физика широко улыбнуться.
6.
Открытие гравитационных волн дает физикам новый инструментарий для познания Вселенной. В частности, оно подводит научную базу под поиски гравитона — безмассовой частицы, с помощью которой передаются гравитационные взаимодействия. Существование гравитона было предсказано еще в 1930-е годы, однако из-за чрезвычайной слабости гравитационных взаимодействий никакие экспериментальные данные, подтверждающие его существование, получить не удавалось. Открытие гравитационных волн делает гипотезу о гравитоне более весомой — по данным регистрации гравитационных волн, их дисперсия (связь между частотой волн и волновым вектором) оказалась вполне совместимой с представлениями о безмассовом гравитоне.
Гравитация до сих пор остается одной из наименее понятных областей классической физики: являясь самым слабым из четырех типов фундаментальных взаимодействий, гравитация в то же время должна действовать по механизмам, аналогичным электромагнитному, сильному и слабому. Однако если для трех других типов известны частицы-переносчики (фотон для электромагнитного, W- и Z-бозоны для слабого и глюон для сильного), то невозможность «поймать» гравитон не позволяет разработать квантовую теорию гравитации.
Вдохновленные открытием команды физиков, научные журналисты уже вытащили из пыльных сундуков старые мечты о создании антиграва (устройства, способного экранировать гравитационные воздействия, позволяя, например, создавать летательные аппарата без крыльев, винтов и реактивных двигателей) и даже машины времени. Однако, общаясь с журналистами в рамках упомянутой презентации, исследователи огорошили их известием о том, что подобные проекты могут быть делом лишь отдаленного будущего. Гравитация — по-прежнему черная кошка в темной комнате, и ее только предстоит поймать.
Звуки космоса: как звучат черная дыра и полярное сияние?
© RT на русском, 22 февраля 2016
© RT на русском, 22 февраля 2016
Кирилл Сарханянц и Илья Носырев
«Коммерсантъ Власть» и «Русская планета», 11-12 февраля 2016
«Коммерсантъ Власть» и «Русская планета», 11-12 февраля 2016
Из комментариев:
Станислав пишет: — Во-первых, гравитация, в том числе и её производная – гравитационные волны не так актуальны, как электростатика, кулоновская сила которой превосходит гравитационную на 42 порядка (42 нуля поле 1) и которую пока крайне неэффективно люди используют (см. статью «Электростатический движитель» на сайте Нанотехнологического Общества России -НОР).
Во-вторых, и Альберт Эйнштейн, и его последователи так и не пришли к окончательному решению о существовании этих гравитационных волн, а интерпретация этих зарегистрированных акустических шумов на установке и предназначенной для регистрации акустических шумов не бесспорна( на эту тему можно будет скоро почитать там же в ст. «Гравитационные ли волны»).
Конечно честь и хвала этому американцу, пробившему и реализовавшему проект 4х-километрового Фурье-спектрометра, но в обюрократившейся науке гигантомания используется в ущерб исследовательской науке.
Community Info