В понедельник американские астрономы готовятся объявить об открытии, за которое, если оно подтвердится, вполне может быть присуждена Нобелевская премия. Накануне Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, крупнейшая в мире астрофизическая организация, сообщил, что 17 марта «будет объявлено о крупном открытии». И хотя никаких подробностей открытия не сообщается, космологи, которые начали активно обсуждать предстоящее мероприятие, уверены –
речь идет о долгожданном открытии гравитационных волн.
Гравитационные волны остаются последним неподтвержденным проявлением Общей теории относительности. Суть их состоит в возмущении гравитационного поля пространства («ряби пространства-времени»), порождаемом ускоренным движением массивных тел. Несмотря на то что есть косвенные подтверждения их существования, например сближение близких двойных звезд за счет излучения гравитационных волн, из-за чрезвычайной слабости они до сих пор не зарегистрированы напрямую.
Однако куда больше астрономы мечтают зафиксировать так называемые первичные гравитационные волны — отголоски Большого взрыва, которые, как считается, при рождении Вселенной должны были пронизать все пространство. В течение последних десятилетий астрофизики считали, что эта рябь внесла свои отпечатки в структуру Реликтового излучения — микроволнового фона, пронизывающего все пространство и имеющего температуру 2,7 кельвина.
Обнаружение первичных гравитационных волн станет мощным доказательством теории инфляции, описывающей процессы, происходившей в ранней Вселенной,
когда ее возраст составлял лишь 10-34 секунды, а сама Вселенная стремительно расширялась.
«Если в понедельник они объявят о первичных гравитационных волнах, им сложно будет меня убедить. Но если у них будет надежное подтверждение… О, Иисус! Я буду гулять всю неделю! — сказала Хиранья Пейрис, космолог из Университетского колледжа Лондона. — Их называют Священным Граалем космологии. Это будет действительно великое открытие».
Судя по подробностям, которые удалось узнать «Газете.Ru», похоже, повод гулять у британского космолога все-таки будет.
Открытие было сделано на телескопе BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), который установлен на американской станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе. Задача телескопа – измерение поляризации микроволнового фона, параметра, в котором, как считают ученые, и «зашиты» едва уловимые отголоски Большого взрыва. Телескоп состоит из ста детекторов, которые сканируют небо на частотах 100 и 150 гигагерц с угловым разрешением 1,0° и 0,7°.
Ранее ученые видели так называемую Е-моду поляризации и никак не могли засечь B-моду, а именно она является признаком инфляции Вселенной и зависит от плотности гравитационных волн. Поиском этой моды на телескопе BICEP занимается группа ученых под руководством профессора Джона Ковака.
«Коллаборация сумела получить подтверждение теории инфляции по результатам наблюдения реликтового излучения и сделала это быстрее, чем крупная коллаборация телескопа Planck», — рассказал «Газете.Ru» источник, знакомый с результатами группы Ковака.
«Это не прямое наблюдение гравитационных волн, а косвенное. Существование гравитационных волн следует из наблюдения B-моды.
Но поскольку «гравитационные волны» звучит более интригующе, коллаборация и решила подавать свое открытие именно через гравитационные волны, а не через новое подтверждение теории инфляции», — добавил он.
Многие астрономы связывают свои надежды на открытие гравитационных волн экспериментом LISA, который, правда, планируется осуществить в 2034 году. Ученые NASA и Европейского космического агентства собираются запустить в космос гигантский интерферометр, чтобы напрямую засечь рябь пространства по сдвигу фазы лазерного луча.
Обнаружение же гравитационных волн через поляризацию микроволнового фона — чрезвычайно сложная задача. Это связано с тем, что фотоны реликтового излучения, достигающие Земли, на своем пути пролетают тысячи галактик и скопления галактик,
которые выступают огромными линзами и успевают заметно исказить это излучение.
«Это как смотреть на мир через стекло с пузырьками», — считает астроном Дункан Хансон из канадского Университета Макгилла. По его словам, искажения, вносимые далекими объектами, должны быть учтены весьма убедительно, чтобы кто-то мог заявить об открытии следов гравитационных вол. Достижение этой цели вполне может стать вершиной карьеры для ученого. «За открытие гравитационных волн могут дать «Нобеля». Да, я бы дал за это премию», — сказал он.