Naukowcy przygotowują się do ogłoszenia istnienia fal grawitacyjnych
Dowód na istnienie fal grawitacyjnych, przewidywany przez ogólną teorię względności (GR) Alberta Einsteina, zostanie przedstawiony przez amerykańskich naukowców w najbliższy czwartek. Fale te, zgodnie z mikroblogowaniem kosmologa z Arizona State University, Lawrence'a Kraussa, zostały odkryte przez zmodernizowane detektory obserwatorium LIGO. Poprosiliśmy Pawła IVANOVA, czołowego badacza z Zakładu Astrofizyki Teoretycznej Centrum Astrospace Instytutu Fizycznego im. Lebiediewa, o wyjaśnienie czytelnikom MK znaczenie fal grawitacyjnych.
Więc gdzie to wszystko się zaczęło? Jeśli w sensie globalnym, to oczywiście z ogólną teorią względności Alberta Einsteina, która przewidywała, że ciało kosmiczne lecące ze zmienionym przyspieszeniem wywołuje zaburzenie czasoprzestrzeni - falę grawitacyjną. Pośrednio, ich istnienie zostało już udowodnione w wyniku zbieżności bliskich układów gwiazd podwójnych - straciły one energię na promieniowanie fal grawitacyjnych. Ale do niedawna nie można było zarejestrować samych fal z powodu ich małej wielkości.
A teraz istnieją dowody na to, że detektor LIGO, najczulsze do tej pory urządzenie stworzone specjalnie do ustalania fal grawitacyjnych, odniósł sukces. Zarejestrował zniekształcenia przestrzeni po zaobserwowaniu połączenia dwóch masywnych czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca. Po połączeniu masa obiektu wynosiła 62 masy Słońca.
Zdjęcie: ru.wikipedia.org
Ta informacja w rzeczywistości nie wyciekła z LIGO. W połowie stycznia Lawrence Krauss, teoretyk University of Arizona, zgłosił to uczucie na Twitterze. Jednak społeczność naukowa zaczęła poważnie mówić o odkryciu fal grawitacyjnych dopiero po tym, jak fizyk teoretyk Clifforth Burjess i strona internetowa czasopisma Science ogłosiły o zbliżającej się konferencji 11 lutego.
Więc czego spodziewamy się po otwarciu? Pytam Iwanowa
Film promocyjny:
- Dowód na istnienie fal grawitacyjnych otworzy przed ludzkością nowe okno na wszechświat. Otrzymamy dodatkowe narzędzie do badania wszystkich zakresów fal elektromagnetycznych, które już mamy: od fal radiowych po promieniowanie gamma. Jeśli rzetelnie zarejestrujemy fale grawitacyjne, możemy się wiele dowiedzieć o czarnych dziurach, gwiazdach neutronowych, o tym, jak się łączą, jak ewoluują i tak dalej. Cóż, jeśli chodzi o sam Wszechświat, oczywiście …
Po czym rozpoczęły się poszukiwania fal grawitacyjnych?
„Wiemy, że wiele ciał, które tracą energię, emituje fale grawitacyjne. Odkryto podwójny pulsar, czyli dwie gwiazdy neutronowe krążące względem siebie. Kiedy zmierzyliśmy orbitę pulsara, stwierdziliśmy, że zmniejsza się ona dokładnie w wyniku promieniowania fal grawitacyjnych. Tylko za ten pulsar, za odkrycie efektu promieniowania, naukowcy otrzymali Nagrodę Nobla!
Dlaczego tak trudno jest wykryć falę grawitacyjną?
- Jest bardzo słaby: gdy przechodzi, powoduje przesunięcie długości instrumentu obserwacyjnego o 10 do -23 razy! Naukowcy potrzebowali ogromnych środków i wysiłków, aby nauczyć się mierzyć takie słabe sygnały. I nie mówimy jeszcze, że zostały odkryte … Na świecie jest kilka eksperymentalnych instalacji, za pomocą których specjaliści chcą wyłapać przemieszczenie. Jednym z nich jest LIGO, laserowy interferometr wielokilometrowy.
„Tak więc za pomocą fal grawitacyjnych możesz lepiej badać dynamikę czarnych dziur. Jaka jest różnica między falami elektromagnetycznymi?
- Przy pomocy promieniowania elektromagnetycznego badanie jest trudniejsze - niepewności jest wiele, zawsze należy brać pod uwagę dynamikę gazu …
Jeśli udowodni się istnienie fal grawitacyjnych, kto będzie głównym pretendentem do Nagrody Nobla?
- Jeśli nagroda zostanie przyznana, to najprawdopodobniej nie teoretykom, ale tym, którzy mają do czynienia z instrumentami. Chociaż nasi naukowcy również wnieśli wielki wkład w teorię fal grawitacyjnych. W czasach radzieckich taką osobą był oczywiście Jakow Zeldowicz i przedstawiciele jego szkoły, obecnie kierownictwem kieruje członek korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk Władimir Braginsky. Współpracuje w tej kwestii z zagranicznych kolegów z Kip Thornem.
Czy Kip Thorne jest konsultantem filmu Interstellar, w którym są bardzo popularne tunele czasoprzestrzenne - tunele czasoprzestrzenne?
- Rozumiem twoją wskazówkę. Ale nie, tunele czasoprzestrzenne mają zupełnie inny status, zarówno teoretyczny, jak i obserwacyjny. Są to o wiele bardziej fantastyczne rzeczy niż fale grawitacyjne, w których istnienie nie wątpimy.
Ale, jak zrozumieliśmy z filmu, tunele czasoprzestrzenne (lub „tunele czasoprzestrzenne”) są spowodowane właśnie falami grawitacyjnymi …
„Nie, te fale nigdy nie mogą utworzyć tunelu czasoprzestrzennego. W ramach istniejącej teorii generalnie niemożliwe jest ich wykonanie, muszą one istnieć początkowo, od samego początku ekspansji Wszechświata. Aby je wesprzeć, aby się nie zapadły, potrzebujesz substancji o niezwykłych właściwościach, która ma ujemną gęstość energii. Generalnie tunele czasoprzestrzenne są hipotetycznym obiektem, teoria ich nie zabrania, ale jak dotąd nie ma zrozumienia, z czego powinny się składać.
Natalia Vedeneeva