Традиционную десятку научных прорывов года по версии журнала Science в этом году заменило одно-единственное, но эпохальное открытие — подтверждение существования гравитационных волн. С подробностями — Sciencemag.org.
Открытие ряби на “полотне” пространства-времени, или, как еще принято говорить, распространяющихся в пространстве-времени со скоростью света колебаний метрики пространства-времени, — доказательство предположения Альберта Эйнштейна, обоснованного им 100 лет назад. Сами гравитационные волны искали последние 40 лет, а их открытие, выделенное журналом Science как главный прорыв года (Science’s 2016 Breakthrough of the Year), знаменует рождение новой области науки: гравитационно-волновой астрономии. Эйнштейн объяснял возникновение гравитации искривлением пространства и времени под влиянием массивных тел и подсчитал, что излучаться со скоростью света они должны при гантелеобразном распределении массы быстровращающегося тела. 11 февраля физики, участники экспериментов лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO, которая состоит из двух совершенно идентичных установок — одной в Ханфорде, штат Вашингтон, другой в Ливингстоне в Луизиане, объявили о наблюдении того, что теоретически описал Эйнштейн: всплеска волн, возникшего от столкновения вращавшихся друг вокруг друга двух черных дыр в миллиарде и 300 миллионах световых лет отсюда. Как отмечает Science, “триумф дался нелегко”. Сам Эйнштейн на протяжении десятилетий был не вполне уверен в существовании гравитационных волн, а их источником он представлял две близко вращающиеся звезды, которые произведут волны слишком слабые для того, чтобы быть зарегистрированными.
К концу 1960-х, однако, астрономам уже было известно о гораздо более плотных концентрациях масс. Они уже обнаружили нейтронные звезды и искали черные дыры, а такие объекты, вращаясь друг вокруг друга, могли породить наблюдаемые волны. В 1972 году Райнер Вейсс (Rainer Weiss) из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) создал схему детекции гравитационных волн с помощью оптических инструментов-интерферометров, имеющих форму латинской буквы L. Так зародилась идея обсерватории LIGO, где используется лазерный луч, расщепляющийся на два луча, движущиеся туда и обратно в почти идеальном вакууме внутри двух 4-километровых труб метрового диаметра, плеч обсерватории. Эти пучки используются для контроля расстояния между зеркалами, точно расположенными в концах каждого плеча. При прохождении гравитационной волны через детектор расстояние между зеркалами будет изменяться на бесконечно малую величину. Изменение длин плеч меньше, чем на одну десятитысячную диаметра протона (10-19 м), может быть обнаружено. И это свершилось на глазах коллаборации LIGO.
Нет комментариев