Сто лет ожидания: подтверждена гипотеза Эйнштейна

Что называется, свершилось! Научная команда из тысячи физиков, представляющих самые разные страны мира (в том числе Россию), сумела на двух детекторах-близнецах Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO — Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) в прямом смысле услышать шёпот гравитационной волны.
Существование гравитационных волн следует из следует из обнародованной Эйнштейном в 1915 году Общей теории относительности. Фото — vistanews.ru

Впервые подтвердилось предсказание Альберта Эйнштейна столетней давности о том, что рябь на пространственно-временной «поверхности» представляет собой колебания гравитационного поля. Это следует из обнародованной великим физиком в 1915 году Общей теории относительности.

В минувший четверг научная команда представила миру своё открытие одновременно на нескольких пресс-конференциях во всех столицах стран-участниц проекта. В том числе — в МГУ имени М. В. Ломоносова.

С технической точки зрения эксперимент нельзя назвать иначе как чудом. Два детектора LIGO, разнесённые почти на 4 тысячи километров, учуяли вызванное гравитационной волной изменение расстояния, составляющее десятитысячные доли от диаметра протона. Идея, лежащая в основе работы гравитационной обсерватории LIGO, сводится к тому, что в обоих детекторах — чудовищных L-образных антеннах с плечами по четыре километра каждое — лазерный луч разбивается на два перпендикулярных, те в конце своего пути отражаются от зеркал и возвращаются, чтоб вновь встретиться и проинтерферировать. Если через всё это сооружение пройдет гравитационная волна, длины путей лучей претерпят возмущение, что отразится на их интерференционной картине.

Гравитационный сигнал, пойманный физиками LIGO, был послан двумя черными дырами массами в 29 и 36 солнц, которые 1,3 миллиарда лет назад слились в одну, издав при этом гравитационный вопль с энергией в три солнечных массы. Волна длительностью в одну пятую долю секунды имела частоту, доступную человеческому уху и нарастающую со временем. Это похоже на то, как если бы вы быстро провели пальцем по клавишам пианино с самого левого конца клавиатуры до ноты «си» среднего регистра. Голос черных дыр был таким тихим, что даже фантастическая чувствительность детекторов еле смогла его различить.

 Владимир Брагинский и Валерий Митрофанов. Фото — osc.phys.msu.ru

Основной финансовый агент строителей LIGO, Национальный научный фонд США, за 43 года строительства и работы гравитационной обсерватории истратил на нее около 1,1 миллиарда долларов, что многовато даже для Америки. В 2010-м году, когда стало ясно, какое обновление нужно детекторам, работа обсерватории была остановлена, и началось сооружение её новой версии — Advanced LIGO. 14 сентября прошлого года апгрейд был фактически закончен, а физики завершали калибровку своих детекторов. В этот день обсерватория не стала дожидаться официального пуска и зарегистрировала первую в мире гравитационную посылку из очень дальнего далёка.

Под статьей, рассказывающей об этом событии и посланной для публикации в журнал Physical Review Letters, среди более чем тысячи подписей стоят и российские имена. Кип Торн, один из основателей обсерватории, высоко оценил российский вклад, особенно отметив работу ученых из группы члена-корреспондента РАН Владимира Брагинского, представляющего МГУ. «Я лично сотрудничал с Брагинским и его командой с начала 1970-х годов, и его группа предложила основную концепцию использования гигантских зеркал для проведения эксперимента. Его разработки были абсолютно незаменимы, являются важной частью нашего открытия», - заявил он в интервью Russia Today.

— Прошу вас, — сказал «ТД» профессор физического факультета МГУ Валерий Митрофанов, который сейчас возглавляет российскую группу, — обязательно подчеркните роль Владимира Борисовича Брагинского. Владимир Борисович, без преувеличения, выдающийся советский и российский ученый. Он занимался гравитационными измерениями с 60-х годов, он собрал нас и привел в LIGO. Фактически он создал квантовую теорию измерений, учитывающую шумы квантового происхождения, без которой гравитационная обсерватория вряд ли бы сегодня сообщала о своем успехе. Все, что мы сделали для LIGO, мы сделали как ученики Брагинского, воплощая и развивая его идеи.

Долгожданное обнаружение гравитационных волн — это несомненный карнавал на улице физиков, который, как предвещают многие комментаторы, закончится Нобелевской премией, а то и двумя. Здесь возникает та же проблема, что и с недавним обнаружением бозона Хиггса: одну премию, согласно завещанию Нобеля, дают не более чем трем ученым, которых надо выделить из многих сотен специалистов. Не факт, что в этой гипотетической тройке окажется Владимир Брагинский, хотя Валерий Митрофанов считает своего учителя вполне достойным Нобелевского уровня.

Фото на главной — vladtime.ru, фото на слайдере — gurumed.org