На текущей неделе мир, возможно, узнает о крупнейшем научном открытии этого года, а то и нескольких лет.
После того как в сентябре были запущены модернизированные детекторы обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), в научном мире начали расползаться слухи об обнаружении гравитационных волн. Сообщалось, что детекторам лаборатории в США удалось зафиксировать прохождение одной или нескольких гравитационных волн. Об этом писал в своем микроблоге в сети Twitter известный космолог из Университета штата Аризона Лоуренс Краусс. Правда, пресс-служба LIGO не стала подтверждать тогда его сообщения.
В пятницу же Краусс заявил о том, что на 11 февраля в Вашингтоне запланирована специальная пресс-конференция, на которой будет объявлено об обнаружении гравитационных волн. «Новая эра в астрономии?!» — такими словами завершался твит ученого.
HAPPY that my tweet and resulting excitement likely not misplaced. LIGO WASH DC PRESS CONF., FEB 11! GRAV WAVES & NEW ERA IN ASTRONOMY?!! — Lawrence M. Krauss (@LKrauss1) February 4, 2016
Твит Краусса стал подтверждением информации, которой к тому моменту владел отдел науки «Газеты.Ru»: источник сообщил, что на неделе с 8 по 14 февраля состоится официальное объявление об открытии гравитационных волн. Вероятно, соответствующая научная статья будет представлена в журнале Nature. Это стало известно из письма, которое физик-теоретик Клиффорд Бурджесс из Канады отправил ряду коллег по электронной почте. Данное письмо было опубликовано на официальном сайте журнала Science вечером в пятницу по московскому времени. Сам Бурджесс уточнил, что не видел публикацию, но знает о ней со слов коллег, которые знакомы со статьей. На момент сдачи материала журнал Nature не ответил на запрос «Газеты.Ru» на тему, будет ли 11 февраля опубликована какая-либо статья с результатами LIGO.
Ученые хранят тайну до последнего
Отдел науки «Газеты.Ru» попросил пресс-службу LIGO прокомментировать информацию об открытии. Официальные представители коллаборации заявили, что ценят интерес, который проявляют СМИ к работе проекта, однако просят уважать научный процесс и не будут давать комментарии до официальной публикации результатов в научных журналах.
При этом в LIGO не анонсировали никаких мероприятий для СМИ.
Представители коллаборации заверили, что заранее предупредят о месте и времени пресс-конференции.
Кроме того, отдел науки напрямую обратился к 15 ученым из коллаборации LIGO. Все они отказались давать какие-либо комментарии для СМИ, пока не будет сделано официального объявления об открытии.
Однако из некоторых ответов ученых следовало, что есть интересные результаты, полученные в ходе последнего запуска детекторов LIGO, и что эти результаты будут представлены очень скоро.
Профессор Лоуренс Краусс в беседе с корреспондентом «Газеты.Ru» подтвердил, что, по его данным, пресс-конференция, где будет объявлено об открытии, состоится на текущей неделе, но у него пока нет информации о точном месте и времени ее проведения. «Это очень волнительное событие, и нам следует ожидать интересных результатов», — сказал профессор.
Отдел науки «Газеты.Ru» также поговорил и с Клиффордом Бурджессом, письмо которого опубликовал журнал Science.
«Я должен признать, что ранее не слышал про сообщения Лоуренса Краусса, — сказал профессор Бурджесс. — Я не связан с LIGO корпоративными обязательствами, поэтому могу спокойно говорить на тему открытия. Начиная с осени я слышал о том, что детекторам LIGO удалось зафиксировать сигналы. Недавно я узнал больше подробностей, которые выглядят вполне правдоподобно. Я слышал от коллег, что открытие действительно произошло и может быть анонсировано 11 февраля».
Что же смогли зафиксировать детекторы LIGO?
Детекторы, установленные в LIGO, могут улавливать гравитационные волны с частотами более 10 Гц. Значит, если сигнал действительно пойман, то он соответствует финальной стадии столкновения черных дыр, когда дыры вращаются со скоростью более 10 оборотов в секунду.
Согласно современным представлениям, при вращении вокруг общего центра масс система из двух черных дыр теряет энергию за счет излучения гравитационных волн. На заключительном этапе происходят столкновение и несимметричный гравитационный коллапс. Этот процесс длится доли секунды, и за это время в гравитационное излучение — рябь пространства-времени — уходит энергия, составляющая, по некоторым оценкам, более 50% от массы системы.
В письме Клиффорда Бурджесса говорится о том, что коллаборация LIGO зафиксировала гравитационное излучение, вызванное слиянием двойной системы черных дыр с массами 36 и 29 солнечных масс в объект массой 62 массы Солнца.
Что будет означать открытие гравитационных волн?
Поиск гравитационных волн — это одна из крупнейших проблем современной физики. Согласно общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, любая материя, движущаяся с ускорением, создает возмущение пространства-времени — гравитационную волну. Это возмущение тем больше, чем выше ускорение и масса объекта. Ввиду слабости гравитационных сил по сравнению с другими фундаментальными взаимодействиями эти волны должны иметь весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации.
Из всех гравитационных телескопов, работающих на Земле, наибольшей чувствительностью обладает расположенная в США лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO.
Эта обсерватория состоит из двух Г-образных систем, образованных двумя плечами по 4 км каждое.
Гравитационная волна обладает свойством изменения метрики, то есть, попав на прибор, она изменит длину плеча каждой из систем, и лазерный интерферометр зафиксирует это изменение.
Если открытие действительно состоится, то оно станет важнейшим подтверждением теории Эйнштейна и главным событием года в области физики, претендующим на Нобелевскую премию.