Обнаружены гравитационные волны, подтверждающие рябь Эйнштейна в пространстве-времени

Примерно 1,3 миллиарда лет назад, когда многоклеточная жизнь начала распространяться на Земле, пара черных дыр столкнулась и выпустила поток гравитационной энергии в космос. Сегодня физики объявили, что обнаружили эту энергию здесь, на Земле.

«Мы обнаружили гравитационные волны. Мы сделали это!», - сказал Дэвид Рейтц, физик из Калифорнийского технологического института и исполнительный директор лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории.

Общие уравнения относительности Эйнштейна показали, что ускоряющиеся массы должны посылать волны в пространстве-времени со скоростью света. Мало кто из физиков сомневался в существовании волн, а Нобелевская премия по физике 1993 года была присуждена за работу, которая дала им убедительные, но косвенные доказательства.

Но на самом деле их обнаружение было монументальной проблемой. Даже сильная гравитационная волна, проходящая через Землю, мешает объектам только на одну тысячную диаметра протона.

Тем не менее физики подсчитали, что некоторые явления, например, массивные черные дыры или нейтронные звезды могут выделять достаточное количество гравитационной энергии для обнаружения на Земле. В 1992 году Национальный научный фонд LIGO выделил средства для строительства двух объектов в Ливингстоне, Луизиана и Хэнфорде, штат Вашингтон.

Детектор работает, наводя лазерные лучи между изысканно отполированными зеркалами, расположенными на концах перпендикулярных туннелей длиной 4 километра, которые образуют огромную букву «L». Когда возвращающиеся лучи пересекаются в вершине L, они мешают друг другу и создают шаблоны на экране детектора. Если из-за возмущения один туннель станет немного длиннее или короче другого, интерференция лазерного излучения изменится таким образом, что откроется информация об источнике.

Детекторы LIGO работали с 2002 по 2007 год и снова, вместе с VIRGO, с 2009 по 2010 год, но они не поймали волну во время этих пробегов. Затем руководители проектов перевели их всех в автономный режим, чтобы обновить их с целью увеличения объема поиска более чем в 1000 раз.

Переименованный в «Advanced LIGO», эксперимент вернулся в онлайн в прошлом году, и обсерватории Ливингстона и Хэнфорда почти сразу заметили сигнал, напоминающий гравитационную волну, от сливающихся черных дыр.

«Это было удивительно», - сказал Гонсалес. «Это был дар природы». Обнаруженные LIGO черные дыры были примерно в 30 раз больше массы Солнца, а когда они слились в одну большую черную дыру, столкновение излучило гравитационную энергию, эквивалентную тому, что содержится в трех солнцах. Черные дыры такого размера были теоретизированы, но ранее не наблюдались.«Теперь мы знаем, что они существуют», - сказал Гонсалес, добавив: «Это первое из многих обнаружений, которые появятся».

Фото:operationdisclosure.blogspot.com