Американские физики Райнер Вайсс, Кип Торн и Барри Бариш стали лауреатами Нобелевской премии - "За решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение гравитационных волн".
Физики еще в прошлом феврале засекли гравитационные волны, но премии Нобеля удостоились только сейчас. А все потому, что сам факт регистрации в течение года неоднократно подвергался сомнениям.
Но профессор физики Массачусетского технологического института 85-летний Райнер Вайсс с коллегами из Калифорнийского технологического института - 77-летним Кипом Торном и 81-летним Барри Баришом смогли доказать свою правоту.
Однажды в далекой галактике…
Начать стоит с того, что 1,3 миллиарда лет назад в далекой галактике слились две черные дыры. По мере бурного сближения по спирали они создали распространяющиеся искажения в ткани пространства-времени - гравитационные волны. Проще говоря, представьте себе два камня, расположенных на натянутой ткани (ткань - это наша галактика, а два камня - черные дыры). Само нахождение предметов на ткани уже искривляет пространство-времени, но предметы должны быть весомыми, чтобы ткань ощущала их вес на себе. Эти самые черные дыры массой в 29 и 36 раз больше массы Солнца. Теперь раскрутите эти камни - по ткани пойдет рябь. Это и есть гравитационные волны - рябь на поверхности пространства-времени.
Когда две черные дыры сближались, за последнюю десятую долю секунды вместе с ними выделилась энергия в 50 раз больше той, что выделилась всеми телами наблюдаемой вселенной. Распространяясь со скоростью света, на расстоянии более миллиарда лет волны наконец-то достигли Земли, что привело к растяжению и сжатию пространства. Определили это детектором LIGO. Два пучка света в перпендикулярных трубах слегка рассинхронизировались, показав впервые в истории действие гравитационной волны.
Не коллайдер, но тоже махина
LIGO (лазерно-интерферо-метрическая гравитационно-волновая обсерватория) представляет собой Г-образную гравитационную обсерваторию с двумя перпендикулярными трубами протяженностью 4 км. Из общего источника - лазера - выходят пучки света и, проходя через светоделительную пластину, распространяют эти пучки света по перпендикулярным трубам. Дойдя до зеркала, лучи отражаются и возвращаются обратно, и на моменте их соединения любые изменения фиксирует фотодетектор.
Тем временем очередная гравитационная волна доходит до Земли, растягивает и сжимает пространство. В этот миг одна труба со световым пучком сжимается, а другая растягивается - и лучи света уже не возвращаются в исходную точку одновременно. Для того чтобы быть уверенным, что детектор засек именно гравитационные волны, а не, скажем, землетрясение, таких обсерваторий существует две на расстоянии в 3000 км, способных зафиксировать волну почти одновременно.
Большая проблема в обнаружении гравитационных волн и заключается именно в том, что сами эти гравитационные волны крошечные - они растягивают и сжимают пространство с коэффициентом в 10-21 (это во столько раз меньше размера атома). Никто, кроме детектора LIGO, не может почувствовать эти толчки. Так что прокатиться на космическом серфе по гравитационной волне пока невозможно.
Справка "КП"
Стояли у истоков проекта
Проект LIGO запущен в 1992 году, а через 10 лет был построен уже сам детектор. Райнер Вайсс внес большой вклад в создание детектора, начав работать над ним в 1970-х годах. Физик создал прототипы систем на базе Массачусетского технологического института. Позже прототипы интерферометров были созданы под руководством Кипа Торна в Калифорнийском технологическом институте. А Барри Бариш был связующим звеном, сумев соединить труд двух институтов и преобразовать их в большой международный проект LIGO.
Кстати
У астрономов появились "уши"
В чем важность открытия? Во-первых, гравитационные волны - это уже подтверждение теории относительности (а то некоторые начали сомневаться), во-вторых, за счет гравитационных волн можно более детально исследовать сами черные дыры, (не только фильм "Интерстеллар" посмотреть) ну и в-третьих, теперь есть еще один уникальный способ изучения Вселенной. Если у астрономов раньше были глаза, то теперь появились и уши - гравитационные волны уже преобразовали в звук, и любой желающий может услышать волну, исходящую из недр Вселенной.