Відкриття століття: чому фізики в захваті від гравітаційних хвиль. Інфографіка

Учені вперше експериментально підтвердили існування гравітаційних хвиль.

На це відкриття фізики чекали сто років. Гравітаційні хвилі були передбачені Альбертом Ейнштейном 100 років тому.

Відтоді фізики намагалися виявити докази їх існування, однак прямих свідчень знайдено не було.

ТСН.ua спробував розібратися у цьому явищі, що інтригує.

Гравітаційне збурення і спотворення простору

Відкриття стало можливим, коли вчені вимірювали "брижі" простору-часу, який народжується в процесі зіткнення двох чорних дір і, схоже, нарешті знайшли, що шукали. Гравітаційне збурення математика описує як невелике викривлення простору.

Що може випускати гравітаційні хвилі?

Джерелом гравітаційних хвиль є будь-яке тіло, що володіє масою, що рухається з прискоренням. В реальності на роль таких тіл претендують пари чорних дірок або нейтронних зірок, що обертаються навколо загального центру мас досить швидко і досить близько одна від одної. Через втрату енергії за рахунок гравітаційного випромінювання ці тіла поступово зближуються, збільшуючи швидкість обертів і, тим самим, частоту гравітаційних хвиль, поки не зіллються в одне тіло.

Основна частина гравітаційного випромінювання припадає на останні частки секунди перед злиттям, коли тіла починають рухатися зі швидкостями, які можна порівняти зі швидкістю світла.

Чому гравітаційні хвилі знайшли тільки зараз?

Гравітаційні хвилі дуже і дуже слабкі за всіма параметрами. Для того, щоб утворилася більш-менш гравітаційна хвиля, яку можна зареєструвати, потрібні потужні катастрофічні події, приміром, зіткнення чорних дір або нейтронних зірок, або вибухи близьких наднових, а такі події відбуваються досить рідко.

 

Гравітаційні антени

Використовувати лазер для виявлення гравітаційних хвиль у 1962 році запропонували вчені Герценштейн і Пустовойт. Американці (Кіп Торн, Роналд Древер і Рейнер Вайс) подумали і вирішили в 1990-х роках зробити лазерну гравітаційну антену. Це ще один канал інформації. Якщо гравітаційна антена видаватиме астрофізичну інформацію, то дослідники отримають в своє розпорядження одразу кілька каналів спостереження, за якими можна перевіряти теорію. Запропоновано безліч космологічних теорій, що конкурують між собою, а завдяки спостереженню за допомогою гравітаційної антени можна буде щось відсіяти.

Що можна спробувати перевірити за допомогою гравітаційної антени?

Справедливість теорії гравітації, адже більшість теорій, які існують, засновані на теорії Ейнштейна.

Значення відкриття

Фактично почалася гравітаційна астрономія і вперше хвилі кривизни простору "упіймалися на гачок". Учені запевняють, що відкриття має наблизити людство до розуміння Всесвіту, а також вказати шлях до невичерпного джерела енергії.