Zinātnieki gatavojas paziņot par gravitācijas viļņu esamību
Pierādījumus par gravitācijas viļņu esamību, ko paredz Alberta Einšteina vispārējā relativitātes teorija (GR), amerikāņu zinātnieki nāks klajā nākamceturtdien. Šos viļņus, saskaņā ar Arizonas štata universitātes kosmologa Lawrence Krauss mikroblogošanu, atklāja modernizētie LIGO observatorijas detektori. Mēs lūdzām Pāvelu IVANOVu, vadošo pētnieku Ļebedeva Fiziskā institūta Astrospace centra Teorētiskās astrofizikas nodaļā, izskaidrot MK lasītājiem par gravitācijas viļņu nozīmi.
Tātad, kur tas viss sākās? Ja tas notiek globālā nozīmē, tad, protams, ar Alberta Einšteina vispārīgo relativitātes teoriju, kas paredzēja, ka kosmiskais ķermenis, kas lido ar mainītu paātrinājumu, rada telpas laika traucējumus - gravitācijas vilni. Netieši tā esamība jau ir pierādīta bināro zvaigžņu ciešu sistēmu saplūšanas rezultātā - tās zaudēja enerģiju gravitācijas viļņu starojumam. Bet vēl nesen nebija iespējams pašus reģistrēt viļņus to mazā apjoma dēļ.
Un tagad ir pierādījumi, ka LIGO detektoram, līdz šim visjutīgākajai ierīcei, kas īpaši izveidota gravitācijas viļņu fiksēšanai, ir izdevies. Viņš reģistrēja kosmosa izkropļojumus, novērojot divu masīvu melno caurumu apvienošanos ar masām 29 un 36 Saules masas. Pēc apvienošanās objekta masa bija 62 saules masas.
Foto: ru.wikipedia.org
Šī informācija faktiski neizpūta no LIGO. Janvāra vidū Arizonas Universitātes teorētiķis Lawrence Krauss ziņoja par sensāciju vietnē Twitter. Bet zinātniskā sabiedrība nopietni sāka runāt par gravitācijas viļņu atklāšanu tikai pēc tam, kad teorētiskais fiziķis Klifforts Burjess un žurnāla Science tīmekļa vietne paziņoja par gaidāmo konferenci 11. februārī.
Tātad, ko mēs gaidām no atklāšanas? Es jautāju Ivanovam
Reklāmas video:
- Gravitācijas viļņu esamības pierādījums cilvēcei atvērs jaunu logu Visumam. Mēs saņemsim papildu rīku tā izpētei visos jau esošajos elektromagnētisko viļņu diapazonos: no radioviļņiem līdz gamma starojumam. Ja mēs ticami reģistrējam gravitācijas viļņus, mēs varam daudz uzzināt par melnajiem caurumiem, neitronu zvaigznēm, par to, kā tie saplūst, kā tie attīstās utt. Nu, protams, par pašu Visumu …
Pēc kā sākās gravitācijas viļņu meklēšana?
“Mēs zinām, ka daudzi ķermeņi, kas zaudē enerģiju, izstaro gravitācijas viļņus. Tika atklāts dubultā pulsars, tas ir, divas neitronu zvaigznes, kas riņķo viena pret otru. Izmērot pulsara orbītu, mēs noskaidrojām, ka tā gravitācijas viļņu starojuma dēļ precīzi kļūst mazāka. Tikai šim pulsaram par radiācijas efekta atklāšanu zinātniekiem tika piešķirta Nobela prēmija!
Kāpēc ir tik grūti noteikt gravitācijas vilni?
- Tas ir ļoti vājš: kad tas iet garām, tas novērotā instrumenta garumu novirza no 10 līdz -23 reizēm! Zinātniekiem bija nepieciešami milzīgi līdzekļi un pūles, lai iemācītos izmērīt tik vājos signālus. Un mēs vēl nesakām, ka tie tika atklāti … Pasaulē ir vairākas eksperimentālas instalācijas, ar kuru palīdzību speciālisti vēlas noķert pārvietojumu. Viens no tiem ir vairāku kilometru lāzera interferometrs LIGO.
“Tātad ar gravitācijas viļņu palīdzību jūs varat labāk izpētīt melno caurumu dinamiku. Kāda ir atšķirība no elektromagnētiskajiem viļņiem?
- Ar elektromagnētiskā starojuma palīdzību pētījums ir grūtāks - ir daudz neskaidrību, vienmēr jāņem vērā gāzes dinamika …
Ja tiek pierādīts gravitācijas viļņu esamība, kurš ir galvenais pretendents uz Nobela prēmiju?
- Ja balva tiek piešķirta, tad, visticamāk, nevis teorētiķiem, bet tiem, kas nodarbojas ar instrumentiem. Lai gan arī mūsu zinātnieki deva lielu ieguldījumu gravitācijas viļņu teorijā. Padomju laikos šāds cilvēks, protams, bija Jakovs Zeldovičs un viņa skolas pārstāvji, tagad virzienu vada Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondētājloceklis Vladimirs Braginskis. No ārzemju kolēģiem viņš sadarbojas šajā jautājumā ar Kip Thorn.
Vai Kip Thorne ir konsultants filmai Starpzvaigžņu, kurā ļoti populāri ir tārpu caurumi - laika-telpas tuneļi?
- Es saprotu jūsu mājienu. Bet nē, tārpiem ir pilnīgi atšķirīgs statuss - gan teorētisks, gan novērojams. Šīs ir daudz fantastiskākas lietas nekā gravitācijas viļņi, par kuru esamību mēs nešaubāmies.
Bet, kā mēs sapratām no filmas, tārpu caurumi (vai "tārpu caurumi") rodas tieši gravitācijas viļņu dēļ …
Nē, šie viļņi nekad nevar izveidot tārpu caurumu. Esošās teorijas ietvaros tos vispār nav iespējams izgatavot, tiem ir jābūt sākotnēji, jau no Visuma paplašināšanās sākuma. Un, lai tos atbalstītu, lai tie nesabruktu, jums ir nepieciešama viela ar neparastām īpašībām, kurai ir negatīvs enerģijas blīvums. Kopumā tārpu caurumi ir hipotētisks objekts, teorija tos neaizliedz, taču līdz šim nav izpratnes par to, no kā tiem vajadzētu sastāvēt.
Natālija Vedeņeva