Нобелевский комитет присудил премию по физике американским ученым Райнеру Вайссу, Барри Баришу и Кипу Торну за решающий вклад в создание детекторов LIGO и обнаружение гравитационных волн.

Райнер Вайсс, Барри Бэриш и Кип Торн

Гравитационные волны – это колебания пространства-времени, вызванные движением массивных тел с переменным ускорением. Впервые гравитационные волны были зафиксированы американскими детекторами LIGO 11 февраля 2016 года.

Гравитационные волны 

Принцип действия детектора основывается на запуске лазерного луча, который сначала расщепляется надвое, а отразившись от зеркала вновь сливается в один. При прохождении гравитационной волны через расщепившийся пучок лазеров они претерпевают изменения, что непременно отразится на их последующем слиянии. Такой подход носит название интерференции волн, а используемый детектор – интерферометра. Важно отметить, что для исключения случайных колебаний лазерных лучей необходимо размещение нескольких интерферометров на удаленном расстоянии друг от друга. Так обсерватории LIGO расположены в американских городах Ливингстоне и Хэнфорде на расстоянии 3002 километров друг от друга. Разница во времени фиксации сигнала составила 7 миллисекунд.

В течение полутора лет американскими обсерваториями было зафиксировано три всплеска гравитационных волн, но только один из них был признан научным сообществом. Для повышения достоверности получаемых сигналов 1 августа 2017 года к LIGO присоединилась европейская обсерватория Virgo, расположенная в окрестностях Пизы. Спустя две недели совместной работы, 16 августа, три обсерватории зафиксировали первый общий сигнал о гравитационных волнах.

Причиной всплеска стало слияние двух черных дыр в направлении созвездии Часов на расстоянии 1,8 миллионов световых лет от Земли. Массы черных дыр оцениваются в 30,5 и 25,3 солнечных масс. Три солнечные массы полностью превратились излучение гравитационных волн. Установить местоположение источника волн не удалось.

Существование гравитационных волн было предсказано Альбертом Эйнштейном. Предварительный анализ данных, полученных LIGO и Virgo, подтверждает свойства гравитационных волн, изложенных в теории относительности. Подтверждение существования гравитационных волн и их последующее изучение дадут ответ на вопросы о свойствах черных дыр, нейтронных звезд и расширении Вселенной. «С первым совместным обнаружением гравитационных волн детекторами LIGO и Virgo мы сделали шаг в гравитационно-волновую астрономию», – заявил исполнительный директор лаборатории LIGO Дэвид Рейтце.

Несмотря на то, что инициаторами проекта изначально были американские ученые Кип Торн, Барри Бариш и Райнер Вайсс, результаты его реализации полноправно можно назвать плодами международного сотрудничества. В проекте приняли участие ученые более 20 стран, в том числе российские научные группы под руководством Валерия Митрофанова, Александра Сергеева (новоизбранного президента РАН) и недавно умершего Владимира Брагинского. 

Автор Анжелика Здорова