Открытие гравитационных волн увенчало десятилетия усилий физиков разных стран - Гранит науки - 2016-02-16

О первой в истории науки регистрации гравитационных волн на прошлой неделе объявила международная коллаборация исследователей, работающих на усовершенствованной лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory). Речь идет завершении первого сеанса наблюдений.

Гравитационные волны - это своего рода рябь, или уплотнения, на ткани пространства-времени, возникшие в первые моменты Вселенной на стадии ее стремительного расширения, называемой инфляцией. Их еще называют «первыми вибрациями Большого взрыва». Гравитационные волны должны излучаться любыми телами, или массами, движущимися с переменным ускорением. Но для того чтобы быть замеченными, они должны сильно исказить пространство-время. А потому источниками регистрируемых гравитационных волн могут быть, например, вращающиеся вокруг друг друга и столкнувшиеся две черные дыры или нейтронные звезды. Согласно Общей теории относительности Эйнштейна - она же релятивистская теория тяготения – возмущения гравитационного поля, имеющие характер гравитационных волн, должны распространяться в вакууме со скоростью света. В двух детекторах установки LIGO - одного в Ханфорде, штат Вашингтон, а другого в Ливингстоне, штат Луизиана – по двум 4-километровым трубам, вместе образующим букву L, в вакууме проходят лучи лазера. В углу буквы L оба лазерных луча сталкиваются, и происходит интерференция их волн.

Обычно в отсутствие каких-либо возмущений две волны синхронизируются и взаимоуничтожаются. Но если в устройство попадает гравитационная волна, то одно плечо уменьшается или увеличивается не так, как второе. И при таком возмущении два лазерных луча не взаимоуничтожаются, а создают характерную картину интерференции волн, которую можно подвергнуть компьютерному анализу. Лазерный интерференционный телескоп обсерватории LIGO пытался найти в космосе подобные сигналы на протяжении восьми лет, с 2002 по 2010 годы, но безуспешно до тех пор, пока в сентябре 2015 года не была запущена усовершенствованная обсерватория advanced LIGO, на которой и было сделано открытие. По подсчетам физиков, зарегистрированные гравитационные волны – это последствие столкновения двух черных дыр с массой в 30 солнц на скорости 200 тысяч км/сек, произошедшего более миллиарда световых лет назад. Одновременно с исторической пресс-конференцией в Вашингтоне сообщение об открытии гравитационных волн было опубликовано в Physical Review Letters. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».