Головна Цікаво Подія, яка сколихнула Всесвіт

Подія, яка сколихнула Всесвіт

776
0

14 вересня 2015 року о 9:51 з проміжком в 7 мілісекунд двома детекторами LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory — лазерна інтерферометрична обсерваторія гравітаційних хвиль), які розташовані в американських містах Хенфорді та Лівінгстоні, був зафіксований перший гравітаційно-хвильовий сигнал від злиття двох чорних дірок. Як встановили вчені, відстань до джерела складала близько 1,3 мільярди світових років, а енергія від злиття двох чорних дір 36-ти та 29-ти сонячних мас була випромінена за десяті долі секунди. При цьому речовина з масою в три сонячних перетворилась в гравітаційне випромінювання.

11 лютого 2016 року на прес-конференції у Вашингтоні виконавчий директор лабораторії LIGO Девід Рейтце урочисто повідомив про експериментальне відкриття колабораціями LIGO та VIRGO гравітаційних хвиль. Ця подія сколихнула науковий світ, тому що до цього моменту теоретики могли лише розрахувати процес злиття двох масивних тіл, а тепер вдалось його ще й спостерігати та й на Землі.

За експериментальне виявлення гравітаційних хвиль у 2017 році була присуджена Нобелівська премія з фізики трійці вченим: Рейнеру Вайсу, Баррі Берішу та Кіпу Торну з обґрунтуванням “за вирішальний внесок у розробку детектора LIGO та спостереження гравітаційних хвиль”.

Рейнер Вайс та Леонід Грищук, 1989 рік

Що ж собою уявляють гравітаційні хвилі? 

Ще задовго до цих відкриттів таке запитання ми ставили Леоніду Грищуку – професору Кардіфського університету, під час його перебування у Житомирі. І він нам розповідав так, що існування гравітаційних хвиль в рамках загальної теорії відносності передбачив всім відомий Альберт Ейнштейн ще у 1916 році. Він розглядав гравітацію не як окрему взаємодію, а як властивість простору-часу. Ейнштейн запропонував відому аналогію (знову ж таки з яблуком). Якщо покласти яблуко на еластичну поверхню, скажімо на батут, то ця поверхня прогнеться, а малюнок, нанесений на поверхні, буде деформований. Горошина, покладена поруч, скотиться до яблука без особливих наслідків. А, наприклад, інше яблуко буде деформувати поверхню і в результаті обидва яблука скотяться в загальну яму. Від їх руху поверхня затремтить і по ній підуть хвилі. Це аналог гравітаційних хвиль, які можуть бути створені при взаємодії двох тіл. І тепер уявімо, що ми намальовані на цій поверхні і хвилі, які розповсюджуються по поверхні, або стискають або розтягують нас і оточуючій простір в площині, перпендикулярній напрямку руху хвилі. 

Ці коливання можна вважати гравітацією, яка відірвалась від космічного тіла. Чим масивніше тіло, тим сильніше хвилі. Найсильніші коливання утворюються внаслідок катастрофічних космічних подій, наприклад, при зіткненні зірок в подвійних системах. Гравітаційні хвилі постійно народжуються в результаті безлічі подій, що відбуваються в космічному просторі, а потім подорожують Всесвітом зі швидкістю світла. Ці стискання або розтягування ніяк нами не відчуваються, тому що мають дуже маленьку величину – одну мільярдну трильйонної частки метра.

Власне перед вченими постала надскладна задача – створити обладнання, за допомогою якого можна було б спостерігати за цими коливаннями.

Виявити гравітаційні хвилі намагались починаючи з 1960-х років, але заяви про їх реєстрацію закінчувались спростуванням. На той час технології не дозволяли зафіксувати таку незначну деформацію простору. І от у 1992 році Кіпом Торном, Рональдом Древером з Каліфорнійського технологічного інституту та Райнером Вайсом з Массачусетського технологічного інституту був запропонований проект лазерно-інтерферометричної гравітаційно-хвильової обсерваторії (LIGO), основною задачею якої було експериментальне виявлення гравітаційних хвиль космічного походження. 

Леонід Грищук, дуже цікавився цим проектом і, особливо, його результатами. А ще й тому, що  безпосереднім учасником був його друг Кіп Торн. 

Леонід Грищук та Кіп Торн, 1989 рік

Леонід Грищук описував цю обсерваторію так: “на землі побудовані два тунелі у вигляді Г-подібної системи, яка складається з двох плечей завдовжки в чотири кілометри з високим вакуумом всередині. В точці перетину плечей знаходиться джерело лазерного світла, яке направляє промінь вздовж тунелю. В кінцевих точках тунелів розташовані дзеркала, які відбивають лазерний промінь. Власне це і є модифікований інтерферометр Майкельсона. Спочатку промінь лазера проходить через одностороннє дзеркало, яке пропускає промінь від лазера і відбиває промінь, який повертається з інтерферометра. Далі промінь входить в інтерферометр і розділяється на два, кожний з яких керується у відповідне плече інтерферометра і проходить резонатор Фабрі-Перо біля 280 разів, багаторазово відбиваючись у кінці та на початку плеча, тим значно поліпшуючи чутливість інтерферометра. Далі промені з двох плечей складаються в фотодетекторі, і різниця ходу між ними викликає зміни струму в детекторі”.

Так склалася доля, що Леонід Грищук не дожив до цієї події рівно три роки. Він помер у шпиталі міста Кардіфф 13 вересня 2012 року і був похований у Житомирі.

Як згадував Кіп Торн: “У 2000-х роках, коли ми працювали над детекторами гравітаційних хвиль LIGO, думали, що проаналізували їх поведінку навідмінно, але Леонід показав нам, що ми були не зовсім праві. І, дійсно, реакція детекторів LIGO була дещо іншою, ніж ми думали і ми були, відповідно, змушені змінити підходи щодо аналізу даних. Леонід кидав виклик науці і часто він був правий”.

Олексій Зелінський

ЛИШИТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here