Победители Нобелевской премии по физике 2017 года. Jessica Gow / EPA / Scanpix / LETAУченые Райнер Вайсс, Барри Бариш и Кип Торн 3 октября получилиНобелевскую премию по физике — за обнаружение гравитационных волн детектором LIGO. Открытие произошло в сентябре 2015 года, официально об обнаружении гравитационных волн объявили в феврале 2016-го. Руководитель лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ, физик Александр Родин объяснил «Медузе», почему Нобелевскую премию дали именно за это открытие.
Что такое гравитационные волны?
Если представить себе наше пространство-время как сеть координат, то гравитационные волны — это возмущения, рябь, которая будет бежать по сетке, когда массивные тела (например, черные дыры) искажают пространство вокруг себя.
Это можно сравнить с землетрясением. Представьте, что вы живете в городе. В нем есть какие-то маркеры, которые создают городское пространство — дома, деревья и так далее. Они неподвижны. Когда где-то поблизости от города происходит крупное землетрясение, колебания доходят до нас, и колебаться начинают даже неподвижные дома и деревья. Вот эти колебания и являются гравитационными волнами; а объекты, которые колеблются — это пространство и время.
Почему ученые так долго не могли зарегистрировать гравитационные волны?
Конкретные усилия по обнаружению гравитационных волн начались в послевоенный период с несколько наивных устройств, чувствительности которых, очевидно, не могло хватить для регистрации таких колебаний. Со временем стало понятно, что детекторы для поиска должны быть очень масштабные — и они должны использовать современную лазерную технику. Именно с развитием современных лазерных технологий появилась возможность контролировать геометрию, возмущения которой и являются гравитационной волной. Мощнейшее развитие технологий сыграло ключевую роль в этом открытии. Какими бы гениальными ни были ученые, еще 30-40 лет назад сделать это было технически просто невозможно.
Почему обнаружение волн так важно для физики?
Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном в общей теории относительности около ста лет назад. Все XX столетие находились физики, которые ставили под сомнение эту теорию, хотя она находила все больше и больше подтверждений. И наличие гравитационных волн — это такое критическое подтверждение теории.
Кроме того, до регистрации гравитационных волн о том, как ведет себя гравитация, мы знали только на примере небесной механики, взаимодействия небесных тел. Но было понятно, что гравитационное поле имеет волны, и пространство-время может деформироваться подобным образом. То, что мы до этого не видели гравитационных волн, было белым пятном в современной физике. Сейчас это белое пятно закрыто, положен еще один кирпич в основание современной физической теории. Это фундаментальнейшее открытие. Ничего сравнимого за последние годы не было.
«В ожидании волн и частиц» — документальный фильм про поиск гравитационных волн. Dmitry Zavilgelskiy
Есть в регистрации гравитационных волн и практический момент. Наверное, после дальнейшего развития технологий можно будет говорить о гравитационной астрономии — о том, чтобы наблюдать следы наиболее высокоэнергичных событий во Вселенной. Но сейчас говорить об этом рано, речь идет только о самом факте регистрации волн, а не о выяснении характеристик объектов, которые генерируют эти волны.
Нет сомнений, что эта премия заслуженная. Но нужно отметить, что над этим результатом трудились тысячи специалистов, а премии удостоились наиболее публичные фигуры. В частности, теоретик Кип Торн. Конечно, он внес огромный вклад в развитие современной теории гравитации, но к самому эксперименту имел опосредованное отношение.
Отмечу, что без российских ученых этого открытия бы не было. Например, огромный вклад в развитие таких технологий внес покойный профессор МГУ Владимир Брагинский. Вместе со своей командой он десятилетиями развивал предельно точные измерения и участвовал в разработке проекта LIGO, который и позволил зарегистрировать гравитационные волны. Также значительный вклад в развитие этого проекта внесла группа нового главы РАН Александра Сергеева. Я думаю, российское научное сообщество можно с полным правом поздравить.
Свежие комментарии