У вас отключен JavaScript.

Учёные в США подтвердили существование гравитационных волн, предсказанное почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.

Источником волн стали две чёрные дыры массой около 30 масс Солнца каждая, которые, двигаясь на околосветовых скоростях, столкнулись, образовав одну дыру большего размера. При этом суммарная масса единой дыры оказалась на 3 солнечных массы меньше, чем сумма двух масс: оставшаяся энергия была испущена в форме гравитационных волн.

«Когда волна от столкновения дошла до Земли, она начала трястись – примерно как трясется желе» 

По расчетам ученых, столкновение произошло 1,3 млрд лет назад.

«Впервые ученые наблюдали рябь в ткани пространства-времени, которая называется гравитационными волнами»

Что такое гравитационные волны?

Гравитационные волны – это колебания ткани пространства-времени, которые разбегаются от массивных объектов, движущихся с переменным ускорением. Из-за относительной слабости гравитационных сил (по сравнению с прочими) волны имеют весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации.

При чём тут Альберт Эйнштейн?

Гравитационные волны предсказал Альберт Эйнштейн в рамках теории относительности ещё сто лет назад, но все экспериментальные попытки их обнаружить заканчивались провалом.

Именно поэтому учёные рассчитывали обнаружить эти волны только от очень тяжелых объектов вроде сталкивающихся галактик, вращающихся чёрных дыр или двойных звездных систем.

Как было сделано открытие?

Для поиска волн использовали наземные гравитационные телескопы — гигантские Г-образные антенны с длиной плеч по четыре километра. Внутри них в условиях высокого вакуума распространялись лазерные лучи, которые отражались от подвешенных в противоположных концах антенн зеркал.

А поскольку гравитационная волна периодически растягивала и сжимала плечи телескопа, разные лучи, шедшие по разным оптическим путям, приходили на выход с небольшими задержками. Именно их в конечном счете и регистрировали экспериментаторы по возникающей при взаимодействии лучей характерной интерференционной картине.

Из этих данных ученые сделали вывод, который свидетельствовал о прохождении гравитационной волны, порожденной системой двух черных дыр на расстоянии около 50 миллионов световых лет от Земли.

Когда было сделано открытие?

Гравитационные волны были зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 13:51 по московскому времени одновременно двумя профильными обсерваториями – в штатах Луизиана и Вашингтон, а официально участники проекта LIGO объявили об открытии гравитационных волн 11 февраля 2016 года на пресс-конференциях, одновременно прошедших в Вашингтоне, Москве и других городах.

Что такое LIGO?

Междурнародный проект LIGO – это лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория. Проект был предложен в 1992 году Кипом Торном, Рональдом Дривером из Калифорнийского технологического института и Райнером Вайсом из Массачусетского технологического института.

Российские физики с самого начала участвовали в проекте LIGO по поиску гравитационных волн и получили важные результаты.

Проект LIGO начался в 1992 году, в сложное для России время, но Россия подключилась к нему. Один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире – российский физик Владимир Брагинский – создал на базе физического факультета МГУ школу, воспитанники которой смогли активно участвовать в проекте, получить важные результаты.

В экспериментах активно участвовали научные группы под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова и члена-корреспондента РАН Александра Сергеева (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород).

Что значит открытие гравитационных волн?

Открытие должно стать очередным подтверждением общей теории относительности и открыть путь к давней мечте физиков - созданию теории квантовой гравитации.

 «Мы открываем новую эру - эру гравитационно-волновой астрономии. Это можно сравнить с появлением телескопа или радиоастрономии. У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной», - считает один из участников проекта.

Эксперты считают это событие «открытием нобелевского масштаба», потому что оно означает решение столетней загадки. 

Сколько стоило открытие?

Общая стоимость проекта составила порядка $620 млн.

Долгие годы на LIGO выделяли деньги без всякой уверенности, что эти вложения когда-либо окупятся. Более того, шанс, что ученым удастся поймать гравитационные волны, был ничтожным, но тем не менее год за годом финансирование продлевали.

И, как оказалось, не зря: как это часто бывает в науке, благодаря «бесполезным» вложениям было совершено открытие, которое изменило наше представление о Вселенной.

По материалам ТАСС, РИА Новости

Специально для редакции Музея космонавтики эпохальное открытие прокомментировал Главный научный сотрудник Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Геннадий Семёнович Бисноватый-Коган:

Насколько подтверждены эти данные?

Данные очень интересные, но стопроцентной уверенности, конечно, нет. Такие масштабные вещи так быстро не подтверждаются, нужно какое-то время подождать результатов анализа. Как предварительное сообщение, это исключительно интересно, но, как отмечают сами организаторы, дальнейшая работа над этим проектом еще будет.

Насколько значимо это открытие для науки?

Во-первых, это ожидаемое открытие, потому что гравитационные волны, которые предсказал Эйнштейн, и которые являются непосредственным следствием общей теорией относительности, были косвенно открыты ещё в 1975 году во время радионаблюдений ускорений вращения двойного пульсара, которое объяснялось излучением гравитационных волн. Тем самым теория относительности была подтверждена с потрясающей точностью. И эта точность возрастает по мере дальнейших наблюдений.

Так что открытие гравитационных волн не является неожиданностью для фундаментальной науки. Методы поиска гравитационных волн связаны с колоссальным прогрессом в развитии технологий. Сигнал необычайно слабый, гравитационное взаимодействие – это самое слабое из всех взаимодействий, поэтому для прогресса техники, я считаю, это наиболее важная вещь.

Как это открытие повлияет на развитие технологий?

Открытия, которые делаются в фундаментальной науке, приходят в нашу жизнь с запозданием. Когда-то ядерная физика была чисто лабораторной наукой, а потом появились ядерные электростанции и ядерное оружие. Что ждёт развитие техники дальше, трудно предсказать, но прогресс будет колоссальный.