Наблюдение за гравитационными волнами принесло Нобелевскую премию по физике американским исследователям Райнеру Вайсу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну. Что это такое, почему это важно и зачем об этом все говорят — объясняем на примере лучшего объекта во Вселенной.
Что такое гравитационные волны?
Гравитационные волны — это колебания, которые возникают в результате движения, вращения или перемещения пространстве тел с определенным ускорением. Представить это проще всего на примере водной глади: предметы, касающиеся поверхности, изгибают ее.
Та самая рябь, которая идет от упавшего в озеро камня — это и есть гравитационная волна. Только возмущается не жидкость, а пространство-время, а люди вот уже несколько десятков лет пытаются это возмущение уловить.
Что является источником волны?
Важнейшим источником гравитационной волны являются нейтронные звезды или черные дыры, потому что они числятся как самые массивные объекты в галактике. Когда они сближаются между собой или двигаются в пространстве, становятся заметны и эффекты данного перемещения. Однако также испускать их может любое тело, имеющее ускорение и массу. Наше Солнце слишком мелкое, от чего и волны слишком слабые.
Частота гравитационных волн зависит от того, как близко по отношению друг к другу находятся объекты. Например, пара черных дыр, вращающаяся вокруг общего центра масс и находящаяся близко друг от друга, постепенно наращивает количество испускаемых волн. Это происходит до тех пор, пока они не сольются в одно тело.
И кто это придумал?
Почти 100 лет назад о гравитационных волнах заговорил Альберт Эйнштейн. Немецкий физик предположил в своей работе 1916 года уравнение для волн, а через два года выпустил еще одну, посвященную данному явлению.
С того момента их обнаружение стало чуть ли не важнейшей задачей ученых по всему миру.
Как произошло открытие?
И вот 11 февраля 2016 произошло главное: две обсерватории с помощью детектора LIGO зафиксировали наличие гравитационных волн. Важно понимать, что наблюдать за показателями нужно пристально и долго, иначе можно все упустить. Так как аппаратура специально создана для фиксации волн от нейтронных звезд и слияния массивных черных дыр.
Именно последнее и удалось уловить: 14 сентября 2015 года прошла гравитационная волна, вызванная столкновением двух черных дыр массой в 29 и в 26 раз больше массы Солнца, а детекторы зафиксировали характерный звук. Они стали единым объектом, где-то в стороне созвездия Магелланово облако. Объявили об этом только в четверг, на нескольких пресс-конференциях.
Почему это важно?
Потому что на основе теории о гравитационных волнах строятся наши базовые представления о вселенной. Ученые хотят убедиться, что эти волны существуют, а их наличие можно поймать в лабораторных условиях. Теперь, если все подтвердится, физики смогут узнать больше о звездной эволюции и образовании черных дыр. Это фундаментальные знания, необходимые человечеству для еще более глубокого изучения астрофизики.
Например, раньше космическое пространство изучалось с помощью электромагнитного излучения или нейтрино, теперь к ним присоединяться и гравитационные волны. Они свободно распространяются, не сталкиваются с объектами и не поглощаются, а значит, могут нести информацию туда, куда раньше было не добраться. Люди банально смогут изучить устройство черных дыр и нейтронных звезд, до которых раньше было не добраться. Теперь понятно, что Нобелевская премия досталась исследователям не напрасно!
