Гравитационные волны обнаруживают через век после прогноза Эйнштейна
Такое эпохальное открытие состоялось благодаря наземной обсерваторией LIGO 14 сентября 2015г. Открытие подтверждает теорию относительности, в которой указывалось на существование такого явления. Таким образом открыт новый метод исследования Вселенной, позволяющий обнаруживать крошечные колебания в космическом пространстве, напоминающие рябь на поверхности озера.
Теория относительности предсказывает, что у пары объектов, вращающихся относительно друг друга, энергия высвобождается через гравитационные волны. Медленно приближаясь друг к другу (в случае с крупными объектами, такие как черные дыры, сближение может растянуться во времени на миллиарды лет) и увеличивая скорость, объекты сталкиваются, что приводит к образованию одного нового космического тела. В последние мгновения перед столкновением высвобождается огромное количество энергии, которое может быть теоретически посчитано и достигать до 50% массы обеих небесных тел. Именно эту энергию, которая выражалась в сильном гравитационном возмущении пространства и наблюдала LIGO.
В конкретном случае обнаруженные волны исходили от пары черных дыр за несколько мгновений перед их слиянием. Они по массе в 29 и 36 раз превышали массу нашего Солнца. Событие происходило 1,3 млрд. лет назад и в результате него родился новый небесный объект массой в 62 раза больше, чем у нашей звезды. Около трех солнечных масс, как и прогнозировалось теорией относительности, превратились в гравитационные волны за считанные доли секунды. Важно отметить, что такие слияния всегда предсказывались учеными, но никогда не наблюдались.
Благодаря этому открытию человечество получает изумительную возможность по зондированию невидимой стороны Вселенной и событий, которые стали причиной искажения пространства и времени. Зафиксированное столкновение черных дыр и последующий выход гравитационных волн – это первый красивый пример.
О практическом подтверждении существования волн впервые заговорили в 1970-80-ых, когда физики Дж. Хотон Тейлор и Алан Халс обнаружили в 1974 году бинарную систему, в которой пульсар вращался около нейтронной звезды. Чуть позже они пришли к выводу, что орбита пульсара постепенно уменьшалась из-за высвобождения вещества в виде гравитационных волн. Такое открытие и теоретический расчет гравитационно-волнового возмущения пространства позволило двум физикам стать Нобелевскими лауреатами в 1993 году.
Нынешнее открытие стало первым прямым наблюдением гравитационных волн. LIGO изначально был предложен в 1980-ом, как инструмент их обнаружения. В рамках проекта построены две обсерватории, удаленные друг от друга на расстояние 3000 км, что позволяет определить месторасположения события, являющегося причиной гравитационных возмущений, а также убедиться, что сигналы исходят из космоса, а не из земного источника.
