Гравитационные волны: в чём суть открытия

12 февраля 2016
Avatar photo
12.02.2016
20642
2 минуты на чтение
Гравитационные волны: в чём суть открытия 3
Открытие гравитационных волн стало главной научной сенсацией 2016 года. Антон Первушин объясняет, что означает это открытие, почему его пришлось ждать сто лет и почему оно не переворачивает наши представления о вселенной, а наоборот, подтверждает их.

Сто лет назад, в 1916 году, великий Альберт Эйнштейн опубликовал первые статьи, посвящённые Общей теории относительности (ОТО). В них было показано, что гравитация вызвана деформацией самого пространства-времени под влиянием массы. Попробуем описать это наглядно. Если металлический шарик лежит на мягкой поверхности, то под ним образуется вмятина. И чем тяжелее шарик, тем вмятина глубже и обширнее. Так и космическое пространство, да и время заодно, «проминается» под массой планет, звёзд и галактик.

Хотя некоторые учёные приняли теорию Эйнштейна в штыки, она обладала важным качеством: могла предсказывать реальные наблюдаемые эффекты, а именно — деформацию пространства-времени рядом с массивными небесными телами.  Собственно, Общая теория относительности и появилась как попытка объяснить наблюдаемый сдвиг перигелия Меркурия. В то время этот феномен объясняли влиянием неизвестной планеты поблизости от Солнца; ей даже придумали название — Вулкан. Пользуясь формулами Эйнштейна, можно было объяснить и математически описать этот сдвиг, не придумывая никакого Вулкана.

Несуществующий Вулкан в представлении художника.

Несуществующий Вулкан в представлении художника

Теории требовались и другие подтверждения, и вскоре они были получены. В 1919 году Артур Эддингтон при наблюдении очередного солнечного затмения сумел зарегистрировать отклонение лучей звёзд, проходящих поблизости от нашего светила, — именно такое, как предсказывала ОТО.

В течение ХХ века было проведено много других экспериментов, которые прямо или косвенно подтверждали теорию. Например, был обнаружен эффект гравитационного линзирования, когда излучение далёких объектов усиливается или разделяется за счёт больших масс, находящихся на его пути. Поиск гравитационных линз породил целое направление в астрономии после того, как в 1979 году британские учёные на фотоснимках квазара QSO 0957+16 обнаружили не один квазар, а два одинаковых.

Есть и ещё более наглядное доказательство — так называемый «Крест Эйнштейна». Именно в виде креста из четырёх объектов с линзирующей галактикой в центре мы наблюдаем квазар QSO 2237+0305, находящийся в созвездии Пегаса на расстоянии 8 млрд. световых лет от нас.

«Крест Эйнштейна». На самом деле это один квазар, просто искажённый гравитационной линзой.

«Крест Эйнштейна», фото NASA. На самом деле это один квазар, просто искажённый гравитационной линзой

Больше того, удалось подтвердить ещё два эффекта, предсказанные ОТО: замедление времени в гравитационном поле и слабое искривление пространства-времени, создаваемое Землёй. Прямые доказательства их существования получили с помощью космических аппаратов Gravity Probe, запущенных в 1976 и 2004 году.

После всего этого уже можно было уверенно заявить, что теория Эйнштейна работает и имеет практическое применение. Оставалась самая малость — зафиксировать предсказанные ею гравитационные волны, которые возникают в пространстве-времени при движении массивного тела, словно рябь на воде. Хотя они очень слабы, их можно зарегистрировать при наблюдении за объектами с огромной массой: квазарами, галактиками, чёрными дырами. Косвенные подтверждения их существования появлялись с начала 1990-х. И вот долгожданное открытие состоялось.

Если точнее, оно было сделано ещё 14 сентября 2015 года, но на обработку результатов ушло пять месяцев. И только вчера, 11 февраля 2016 года, ученые из международного проекта LIGO Scientific Collaboration смогли официально объявить, что им удалось зарегистрировать гравитационные волны с помощью двух лазерно-интерферометрических гравитационно-волновых обсерваторий, расположенных в штатах Луизиана и Вашингтон. Эти волны образовались в результате столкновения двух черных дыр, которое произошло 1,3 млрд лет назад.

LIGO_Washington[1]

Гравитационная обсерватория в штате Вашингтон

Сегодня об этом открытии пишут в восторженных тонах как о научной сенсации. Однако вопреки тому, что заявляют некоторые восторженные комментаторы, оно не способно «изменить мир». Скорее наоборот: предсказанный эффект лишний раз доказывает, что наши представления о Вселенной, сформировавшиеся сто лет назад благодаря Эйнштейну, пока что останутся неизменными.

Так что новых технологий типа антигравитационных двигателей, о которых мечтают любители фантастики и энтузиасты освоения космоса, открытие нам не принесёт. Ведь в рамках современной версии Общей теории относительности такие двигатели попросту невозможны.

Альберт Эйнштейн показывает язык (1951)

Оставляя комментарии на сайте «Мира фантастики», я подтверждаю, что согласен с пользовательским соглашением Сайта.

Читайте также

Статьи

1899 вопросов — и ни одного ответа. Стоит ли смотреть новый сериал от создателей «Тьмы» 5
0
22477
1899 вопросов — и ни одного ответа. Стоит ли смотреть новый сериал от создателей «Тьмы»

Кому сериал понравится, а кто будет в ярости? И правда ли, что его украли из какого-то комикса?

Что почитать из фантастики? Книжные новинки мая 2022 7
0
73575
Анна Старобинец «Лисьи Броды». Магическая история о любви и верности ей

Детективный магреализм с философией и романтикой.

«Стражи Галактики: Праздничный спецвыпуск»: Санте нужен огнемёт! 3
0
115520
«Стражи Галактики: Праздничный спецвыпуск»: Санте нужен огнемёт!

Как герои Marvel спасали праздник.

Фантасты, которые начинали свой путь в журналистике 12
0
191612
Фантасты, которые начинали свой путь в журналистике

Терри Пратчетт Писать Терри Пратчетт начал ещё в школе, причём его рассказы публиковались не только в школьной газете, но и в настоящих научно-фантастических журналах. В 17 лет он решил уйти […]

Читаем плутовское тёмное фэнтези «Вор с черным языком» — в духе Скотта Линча и Глена Кука
0
173231
Читаем плутовское тёмное фэнтези «Вор с чёрным языком» — в духе Скотта Линча и Глена Кука

Публикуем самое начало романа, в котором главный герой — преступник с большой дороги — ожидает в засаде с бандой, чтобы напасть на чужеземку. Разумеется, ничем хорошим это закончиться не может.

Поиграли в Atomic Heart и делимся впечатлениями 3
0
222861
Поиграли в Atomic Heart и делимся впечатлениями

Оно живое, я щупал!

Лучшие фильмы и сериалы про мирные решения и переговоры: фантастика 1
0
225858
Лучшие сериалы про мирные решения и переговоры: фантастика

Герои, которые предпочитают договариваться, а не стрелять на поражение.

Журнал «Мир фантастики». Спецвыпуск № 10. Лучшие фантастические видеоигры 2009 2022
0
329349
Мир фантастики. Спецвыпуск № 10. Лучшие фантастические видеоигры

Без лутбоксов, NFT и микроплатежей.

Спецпроекты

Top.Mail.Ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: