Газета "Кишиневские новости"

Ученые готовятся объявить о существовании гравитационных волн

Доказательство существования грави­тационных волн, предсказанных еще общей теорией относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, намеревают­ся представить в ближайший четверг американские ученые. Эти волны, по сообщению в микроблоге космолога из Университета штата Аризона Лоуренса Краусса, обнаружили модернизиро­ванные детекторы обсерватории LIGO. Объяснить читателям «МК» значение гравитационных волн мы попросили ведущего научного сотрудника отдела теоретической астрофизики Астрокос­мического центра ФИАН Павла ИВАНО­ВА.

Итак, с чего все началось? Если в гло­бальном смысле, то, конечно же, с общей теории относительности Альберта Эйн­штейна, предсказавшей, что космическое тело, летящее с измененным ускорени­ем, создает возмущение пространства-времени — гравитационную волну. Косвен­но ее существование уже было доказано в результате сближения тесных систем двойных звезд — они теряли энергию на излучение гравитационных волн. Но заре­гистрировать сами волны до последнего времени не удавалось из-за их малой ве­личины.

И вот теперь есть данные, что это уда­лось детектору LIGO, самому чувствитель­ному на сегодняшний день и специально созданному для фиксации гравитационных волн прибору. Он зафиксировал искажения пространства после наблюдения слияния двух массивных черных дыр с массой 29 и 36 масс Солнца. После слияния масса объ­екта составила 62 массы Солнца.

Эта информация, собственно, просо­чилась не из LIGO. В середине января тео­ретик из Аризонского университета Лоу­ренс Краусс сообщил о сенсации в Twitter. Но всерьез научная общественность заго­ворила об открытии гравитационных волн только после того, как о готовящейся 11 февраля конференции оповестили физик-теоретик Клиффорт Бурджесс и сайт жур­нала Science.

— Итак, чего мы ждем от открытия? — задаю я вопрос Иванову.

— Доказательство существования гра­витационных волн откроет человечеству новое окно во Вселенную. Мы получим до­полнительный инструмент для ее изучения ко всем уже имеющимся у нас диапазонам электромагнитных волн: от радиоволн до гамма-излучения. Если мы будем надежно регистрировать гравитационные волны, то сможем многое узнать о черных дырах, нейтронных звездах, как они сливаются, как эволюционируют и так далее. Ну и о самой Вселенной, конечно…

— После чего начались поиски гра­витационных волн?

— Мы знаем, что многие тела, теряю­щие энергию, излучают гравитационные волны. Был обнаружен двойной пульсар, то есть две нейтронные звезды, крутящиеся друг относительно друга. Когда померили орбиту пульсара, то обнаружили, что она становится меньше как раз вследствие излучения гравитационных волн. Только за этот пульсар, за обнаружение эффекта излучения ученым дали Нобелевскую пре­мию!

— Почему так сложно обнаружить гравитационную волну?

— Она очень слабая: когда проходит, вызывает смещение длины наблюдатель­ного инструмента в 10 в -23-й степени раз! Огромные средства и усилия понадо­бились ученым для того, чтобы научиться мерить такие слабые сигналы. И мы пока не говорим, что их открыли… В мире есть несколько экспериментальных установок, при помощи которых специалисты хотят уловить смещение. Одной из них как и раз и является LIGO — лазерный многокиломе­тровый интерферометр.

— Итак, при помощи гравитацион­ных волн вы сможете лучше изучать ди­намику черных дыр. В чем будет разни­ца с электромагнитными волнами?

— С помощью электромагнитного из­лучения изучение дается труднее — много неопределенностей, всегда надо учитывать динамику газа…

— Если существование гравитаци­онных волн будет доказано, кто главный претендент на Нобелевскую премию?

— Премию если дадут, то, скорее все­го, не теоретикам, а тем, кто занимается приборами. Хотя в теорию гравитационных волн большой вклад внесли и наши уче­ные. В советское время таким человеком, безусловно, был Яков Зельдович и пред­ставители его школы, сейчас направление возглавляет член-корреспондент РАН Вла­димир Брагинский. Из зарубежных коллег он сотрудничает в этом вопросе с Кипом Торном.

— Кип Торн — консультант фильма «Интерстеллар», в котором очень попу­лярно представлены кротовые норы — пространственно-временные туннели?

— Понимаю ваш намек. Но нет, крото­вые норы имеют совершенно другой ста­тус, и теоретический, и наблюдательный. Это значительно более фантастические вещи, нежели гравитационные волны, в существовании которых мы не сомнева­емся.

— Но, как мы поняли из фильма, кротовые норы (или «червоточины») как раз и возникают благодаря гравитаци­онным волнам…

— Нет, эти волны никогда не смогут образовать кротовую нору. В рамках су­ществующей теории их вообще невоз­можно сделать, они должны существовать изначально, с самого начала расширения Вселенной. И, для того, чтобы их поддер­живать, чтобы они не схлопнулись, нужно вещество с необычными свойствами, ко­торое обладает энергией отрицательной плотности. В общем, кротовые норы — это гипотетический объект, теория их не за­прещает, но пока нет и понимания, из чего они должны состоять.