Главные события
в комментариях экспертов

ПОИСК ПО САЙТУ

Пример: что будет с рублем

Курс валют:
$ 63.75
€ 70.53
Источник: wikipedia.org
Владимир Сурдин
Старший научный сотрудник ГАИШ, астроном, популяризатор науки

Безусловно, это Нобель

Ученые объявили об открытии гравитационных волн, предсказанных Альбертом Эйнштейном ровно 100 лет назад. О том, что это такое, как и зачем их открыли, а также о роли в этой истории российских ученых Speakercom рассказал астроном, популяризатор науки Владимир Сурдин.

 Сообщения об открытии гравитационных волн ждали давно, несколько десятилетий. Ученые упорно создавали приборы, которые были бы достаточно чувствительны, чтобы открыть этот вид излучения.

Дело в том, что ровно 100 лет назад, когда Эйнштейн создал общую теорию относительности, он же предсказал – увидел в уравнениях – что могут существовать периодические изменения структуры пространства-времени, то есть геометрических свойств пространства, в котором мы живем. Это назвали гравитационными волнами и очень правильно: переменное электромагнитное поле мы воспринимаем как волны радиодиапазона, кванты – волны света, и так далее. Точно так же гравитационное поле, периодически изменяясь, несет какую-то информацию о том, что эти изменения создало.

Создать гравитационную волну могут быстро движущиеся, с ускорением, массы. Например, звезды в двойной звездной системе, которые стремительно обращаются одна вокруг другой. Или еще лучше – черные дыры, которые делают это с огромной скоростью, с большой частотой обращения, и генерируют мощные волны.

К сожалению, гравитационную волну очень трудно зарегистрировать. У нее есть и положительная и отрицательная стороны. Положительная – в том, что гравитационная волна проходит сквозь все: практически для нее нет преград. А значит, мы можем получить импульсы гравитационного излучения от самых далеких передатчиков, скрытых за облаками межзвездного газа и пыли, за другими объектами. Даже от самых первых микросекунд рождения нашей вселенной, откуда ничего, никакие виды электромагнитного излучения не могут к нам пробиться, а гравитационная волна может. Но это же ее свойство является и отрицательным: раз она не замечает препятствий, то она не замечает и наших приборов, которые пытаются ее зарегистрировать. Поэтому приходится делать огромные установки многокилометрового размера и при этом чрезвычайно чувствительные.

Есть много разных вариантов гравитационно-волновых детекторов, но тот, который сегодня принес нам открытие гравитационных волн, устроен довольно просто. Это труба с вакуумом, из которой выкачен воздух, и на ее концах на тоненьких ниточках повешены зеркала. Лазер пускает луч между этими двумя зеркалами, и луч бегает – измеряет расстояние между ними. Как только к Земле нагрянет гравитационная волна, эти зеркала начинают немножко покачиваться. Расстояние между ними меняется, и лазерный луч это замечает. Легко сказать! На самом деле эти покачивания на много-много порядков меньше размеров атома, и заметить эти микроскопические дрожания чрезвычайно трудно. 40 лет ушло на то, чтобы эти приборы довести до ума, до высокой степени чувствительности.

Кстати, в этой работе принимали участие не только американские физики, но и физики многих стран, в том числе и российские. У нас на физическом факультете в МГУ делают совершенно замечательные приборы и обладают лучшими в мире методами обработки этой информации. Поэтому и мы тоже соучастники этого открытия.

Итак, гравитационную волну открыли, теперь это новое окно во вселенной. Вероятно, тот импульс, который зарегистрировали осенью этого года, пришел от двух сливающихся, почти мгновенно слившихся черных дыр с массой в несколько десятков раз больше нашего Солнца (это обычная масса для черных дыр). Теперь мы будем улучшать качество этих приборов, и смотреть во вселенную через новое гравитационно-волновое окно. Постепенно мы научимся видеть то, что несут нам эти волны, и много интересного откроем – я уверен. Прежде всего, мы уже, можно сказать, доказали, что черные дыры существуют. Иначе не было бы этого гравитационно-волнового импульса. Так что открыты не только гравитационные волны, но и почти со стопроцентной вероятностью доказано существование черных дыр.

Для науки, во-первых, подтвердился прогноз общей теории относительности. Она дала много прогнозов, они один за другим подтверждались в течение этих 100 лет. Но вот существование гравитационных волн прямо подтвердить не удавалось, хотя косвенно мы чувствовали их существование по тому, как меняется движение двойных звезд. За это косвенное подтверждение существования гравитационных волн дали даже одну Нобелевскую премию. Но прямого не было, и вот оно теперь свершилось.

Это огромная работа, ее делают по всему миру. Таких гравитационно-волновых антенн десятки и десятки, но две американские оказались самыми продвинутыми и чувствительными.

Теперь, если это открытие как-то заметят государственные деятели, то дадут деньги на дополнительное расширение этого направления астрофизики. Будут космические приборы, намного более чувствительные, чем наземные. Все-таки на Земле много причин для дрожания приборов – прежде всего, сейсмические колебания. В космосе они исключены, и там, измеряя с помощью лазерного луча расстояние между далеко летающими друг от друга спутниками, можно будет сделать это значительно лучше.

С точки зрения практического применения это открытие пока ничего не даст. Когда были открыты электромагнитные колебания, а это было еще в XIX веке, то совершенно никому не было понятно, зачем это нужно. Это была чисто фундаментальная наука. А сегодня мы можем обойтись без радиоволн и лазерного излучения? Нет, это часть нашей жизни, это огромный бизнес, огромное преимущество для нашего быта. Поэтому никто не знает, как это фундаментальное открытие обернется на пользу людям, но, безусловно, обернется. Наука тянет за собой технологии. Прежде всего, уникальные технологии по созданию самих гравитационных детекторов. И эти технологии обязательно найдут применение в технике и даже в быту, я в этом уверен.

Безусловно, это Нобель. Тут нет никаких сомнений.

 

Комментарии пользователей

Самое популярное

Колонки

15 марта
Политика Минздрава совершенно не отвечает интересам значительного количества граждан, которые имеют привычку курения