Открытие века: почему физики в восторге от гравитационных волн. Инфографика

Ученые впервые экспериментально подтвердили существование гравитационных волн.

Этого открытия физики ждали сто лет. Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном 100 лет назад.

С тех пор физики старались обнаружить доказательства их существования, однако прямых свидетельств найдено не было.

ТСН.ua попробовал разобраться в этом интригующем явлении.

Гравитационное возмущение и искажение пространства

Открытие стало возможным, когда ученые измеряли рябь пространства-времени, которая рождается в процессе столкновения двух черных дыр и, похоже, наконец нашли, что искали. Гравитационное возмущение математика описывает как небольшое искривление пространства.

Что может испускать гравитационные волны?

Источником гравитационных волн является любое тело, обладающее массой, которое движется с ускорением. 

В реальности на роль таких тел претендуют пары черных дыр или нейтронных звезд, вращающихся вокруг общего центра масс достаточно быстро и достаточно близко друг от друга. Из-за потери энергии за счет гравитационного-излучения эти тела постепенно сближаются, увеличивая скорость обращения и, тем самым, частоту испускаемых гравитационных волн, пока не сольются в одно тело.

Основная часть гравитационного излучения приходится на последние доли секунды перед слиянием, когда тела начинают двигаться со скоростями, сравнимыми со скоростью света.

Почему гравитационные волны нашли только сейчас?

Гравитационные волны очень и очень слабые по всем параметрам. Для того, чтобы образовалась более или менее регистрируемая гравитационная волна, требуются мощные катастрофические события типа столкновения черных дыр или нейтронных звезд, или взрывы близких сверхновых, а такие события происходят достаточно редко. 

Гравитационна антенна

Использовать лазер для обнаружения гравитационных волн в 1962 году предложили ученые Герценштейн и Пустовойт. Американцы (Кип Торн, Роналд Древер и Рэйнер Вайс) подумали и решили в 1990-х годах сделать лазерную гравитационную антенну. Это еще один канал информации. Если гравитационная антенна будет выдавать астрофизическую информацию, то исследователи получат в свое распоряжение сразу несколько каналов наблюдения, по которым можно проверять теорию. Предложено множество космологических теорий, конкурирующих между собой, а если использовать гравитационную антенну, можно будет что-то отсеять.

Что можно попробовать проверить при помощи гравитационной антенны?

Справедливость теории гравитации, ведь большинство существующих теорий основаны на теории Эйнштейна.

Значение открытия

Фактически началась гравитационная астрономия и впервые волны кривизны пространства "попались на крючок". Ученые уверяют, что открытие должно приблизить человечество к пониманию вселенной, а также указать путь к неисчерпаемому источнику энергии.