Столетняя мечта физиков сбылась – открыты гравитационные волны!
В последние месяцы не умолкают средства массовой информации, ведь мир физики сотрясла неслыханная сенсация – зарегистрирован сигнал гравитационной волны, явление, которое предсказал известный физик Альберт Эйнштейн еще в 1916 году. 14 сентября 2015 года обновлённая обсерватория LIGO зарегистрировала гравитационно-волновой всплеск, порождённый слиянием двух чёрных дыр с массами 29 и 36 солнечных масс в далёкой галактике на расстоянии примерно 1,3 млрд. световых лет. Гравитационно-волновая астрономия стала полноправным разделом физики; она открыла нам новый способ наблюдать за Вселенной и позволит изучать недоступные ранее эффекты сильной гравитации. В 2017 году за создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существования удостоились Нобелевской премии по физике трое американских физиков — Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэрриш.
«Звучание» сливающихся чёрных дыр: измеренная LIGO зависимость частоты гравитационно-волнового сигнала от времени
История поисков
Поиски гравитационных волн стартовали примерно полвека назад — и почти сразу обернулись сенсацией. Джозеф Вебер из Мэрилендского университета сконструировал первый резонансный детектор: цельный двухметровый алюминиевый цилиндр с чувствительными пьезодатчиками по бокам и хорошей виброизоляцией от посторонних колебаний. При прохождении гравитационной волны цилиндр срезонирует в такт искажениям пространства-времени, что и должны зарегистрировать датчики. Вебер построил несколько таких детекторов, и в 1969 году, проанализировав их показания в ходе одного из сеансов, он прямым текстом сообщил, что зарегистрировал «звучание гравитационных волн» сразу в нескольких детекторах, разнесённых друг от друга на два километра (J. Weber, 1969. Evidence for Discovery of Gravitational Radiation). Заявленная им амплитуда колебаний оказалась неправдоподобно большой, порядка 10−16, то есть в миллион раз больше типичного ожидаемого значения. Сообщение Вебера было встречено научным сообществом с большим скепсисом; к тому же другие экспериментальные группы, вооружившись похожими детекторами, не смогли в дальнейшем поймать ни одного подобного сигнала.
Джозеф Вебер настраивает свой детектор гравитационных волн. Изображение с сайта physics.aps.org
Усилия Вебера дали толчок всей этой области исследований и запустили охоту за волнами. Мало кто знает, что с начала «70-х» годов, в Москве и Киеве работали гравитационные антенны по типу антенн Вебера.
На первой фотографии Киевская лаборатория гравитационных волн «Институт Теоретической Физики Академии наук УССР»: справа налево руководитель группы профессор К. Пирагас (Литва), профессор Ю. Владимиров (Москва), ведущий инженер А. Свиридов, инженер А. Капилов и к.т.н. М. Полозов (Белорусский Университет).