Vědci se připravují na oznámení existence gravitačních vln
Důkaz o existenci gravitačních vln, předpovídaný obecnou teorií relativity (GR) Alberta Einsteina, předloží američtí vědci příští čtvrtek. Tyto vlny byly podle mikroblogování kosmologa Lawrence Kraussa z Arizonské státní univerzity objeveny modernizovanými detektory observatoře LIGO. Požádali jsme Pavla IVANOV, předního výzkumného pracovníka oddělení teoretické astrofyziky Astro-kosmického centra Fyzikálního ústavu Lebedev, aby vysvětlil čtenářům MK význam gravitačních vln.
Tak kde to všechno začalo? Pokud v globálním smyslu, pak samozřejmě s obecnou teorií relativity Alberta Einsteina, která předpovídala, že kosmické tělo létající se změnou zrychlení vytváří poruchu časoprostoru - gravitační vlnu. Nepřímo byla její existence již prokázána v důsledku sbližování blízkých systémů binárních hvězd - ztratily energii na záření gravitačních vln. Až donedávna však nebylo možné registrovat vlny samotné kvůli jejich malé velikosti.
A nyní existují důkazy, že detektor LIGO, dosud nejcitlivější zařízení a speciálně vytvořené pro stanovení gravitačních vln, uspěl. Po pozorování sloučení dvou masivních černých děr s hmotami 29 a 36 solárních hmot zaznamenal zkreslení prostoru. Po sloučení byla hmota objektu 62 solárních hmot.
Foto: ru.wikipedia.org
Tato informace ve skutečnosti z LIGO nevnikla. V polovině ledna oznámil teoretik University of Arizona Lawrence Krauss tento pocit na Twitteru. Vědecká obec však začala vážně hovořit o objevu gravitačních vln až poté, co teoretický fyzik Clifforth Burjess a webové stránky časopisu Science o nadcházející konferenci oznámili 11. února.
Takže, co očekáváme od zahájení? Zeptám se Ivanove
Propagační video:
- Důkaz o existenci gravitačních vln otevře novému vesmíru pro lidstvo. Dostaneme další nástroj pro jeho studium ve všech rozsazích elektromagnetických vln, které již máme: od rádiových vln po gama záření. Pokud spolehlivě zaregistrujeme gravitační vlny, můžeme se dozvědět hodně o černých dírách, neutronových hvězdách, jak se sloučí, jak se vyvíjejí atd. No, samozřejmě o samotném vesmíru …
Po čem začalo hledání gravitačních vln?
"Víme, že mnoho těl, které ztratí energii, emitují gravitační vlny." Objevil se dvojitý pulsar, tj. Dvě neutronové hvězdy obíhající vzájemně vůči sobě. Když jsme změřili orbitu pulsaru, zjistili jsme, že se zmenšuje přesně díky záření gravitačních vln. Pouze za tento pulsar, za objev radiačního efektu, dostali vědci Nobelovu cenu!
Proč je tak těžké odhalit gravitační vlnu?
- Je velmi slabý: když to projde, způsobí posun délky pozorovacího přístroje 10 až -23krát! Vědci potřebovali obrovské prostředky a úsilí, aby se naučili měřit tyto slabé signály. A ještě neřekneme, že byly objeveny … Na světě existuje několik experimentálních instalací, pomocí kterých odborníci chtějí přemístění zachytit. Jedním z nich je laserový multikilometrový interferometr LIGO.
"Takže pomocí gravitačních vln můžete lépe studovat dynamiku černých děr." Jaký je rozdíl s elektromagnetickými vlnami?
- S pomocí elektromagnetického záření je studie obtížnější - existuje mnoho nejistot, je třeba vždy vzít v úvahu dynamiku plynu …
Pokud je prokázána existence gravitačních vln, kdo je hlavním uchazečem o Nobelovu cenu?
- Pokud je cena udělena, nejspíše ne teoretikům, ale těm, kteří se zabývají nástroji. Ačkoli naši vědci také velmi přispěli k teorii gravitačních vln. V sovětských časech byl takovou osobou samozřejmě Jakov Zeldovič a zástupci jeho školy, nyní směr řídí korespondující člen Ruské akademie věd Vladimir Braginsky. Od zahraničních kolegů spolupracuje v této záležitosti s Kip Thorn.
Je Kip Thorne konzultantem mezihvězdného filmu, který obsahuje červí díry - populární tunely časoprostoru?
- Rozumím vašemu náznaku. Ale ne, červí díry mají zcela odlišný status, teoretický i observační. To jsou mnohem fantastickější věci než gravitační vlny, o jejichž existenci nepochybujeme.
Jak jsme však z filmu pochopili, červí díry (nebo „červí díry“) jsou právě kvůli gravitačním vlnám …
"Ne, tyto vlny nikdy nemohou vytvořit červí díru." V rámci existující teorie je obecně nemožné je vyrobit, musí existovat zpočátku, od samého začátku expanze vesmíru. A pro jejich podporu, aby se nerozpadly, potřebujete látku s neobvyklými vlastnostmi, která má negativní energetickou hustotu. Obecně jsou červí díry hypotetickým objektem, teorie je nezakazuje, ale zatím není jasné, z čeho by se měly skládat.
Natalia Vedeneeva