Vedci sa pripravujú na oznámenie existencie gravitačných vĺn
Dôkaz o existencii gravitačných vĺn, predpovedaný všeobecnou teóriou relativity (GR) Alberta Einsteina, predložia americkí vedci budúci štvrtok. Tieto vlny boli podľa mikroblogovania kozmológa Lawrence Kraussa z Arizonskej štátnej univerzity objavené modernizovanými detektormi observatória LIGO. Požiadali sme Pavla IVANOV, popredného výskumného pracovníka Katedry teoretickej astrofyziky Astro-kozmického centra Fyzikálneho ústavu Lebedev, aby vysvetlil čitateľom MK význam gravitačných vĺn.
Tak kde to všetko začalo? Ak je to v globálnom zmysle, potom, samozrejme, so všeobecnou teóriou relativity Alberta Einsteina, ktorá predpovedala, že kozmické telo lietajúce so zmeneným zrýchlením vytvára poruchu časopriestoru - gravitačnú vlnu. Nepriamo sa jej existencia už dokázala v dôsledku zbližovania blízkych systémov binárnych hviezd - stratili energiu žiareniu gravitačných vĺn. Až donedávna však nebolo možné zaregistrovať vlny sami kvôli ich malej veľkosti.
A teraz existuje dôkaz, že detektor LIGO, najcitlivejšie zariadenie, ktoré bolo doteraz vyvinuté špeciálne na stanovenie gravitačných vĺn, uspel. Zaznamenal skreslenie priestoru po pozorovaní zlúčenia dvoch masívnych čiernych dier s masami 29 a 36 slnečných hmôt. Po zlúčení bola hmota objektu 62 slnečných hmôt.
Foto: ru.wikipedia.org
Tieto informácie v skutočnosti z LIGO neprenikli. V polovici januára oznámil teoretik University of Arizona Lawrence Krauss tento pocit na Twitteri. Vedecká komunita však začala vážne hovoriť o objavení gravitačných vĺn až potom, ako teoretický fyzik Clifforth Burjess a webová stránka časopisu Science o 11. nadchádzajúcej konferencii oznámili.
Čo teda očakávame od otvorenia? Pýtam sa Ivanov
Propagačné video:
- Dôkaz o existencii gravitačných vĺn otvorí nové okno vesmíru pre ľudstvo. Dostaneme ďalší nástroj na jeho štúdium vo všetkých rozsahoch elektromagnetických vĺn, ktoré už máme: od rádiových vĺn po gama žiarenie. Ak spoľahlivo zaregistrujeme gravitačné vlny, môžeme sa dozvedieť veľa o čiernych dierach, neutrónových hviezdach, o tom, ako sa zlučujú, ako sa vyvíjajú atď. No, samozrejme, o samotnom vesmíre …
Po čom sa začalo hľadanie gravitačných vĺn?
„Vieme, že veľa tiel, ktoré stratia energiu, emituje gravitačné vlny. Objavil sa dvojitý pulzár, to znamená dve neutrónové hviezdy obiehajúce okolo seba. Keď sme zmerali obežnú dráhu pulzaru, zistili sme, že sa zmenšuje presne v dôsledku žiarenia gravitačných vĺn. Len za tento pulzár, za objav radiačného účinku, dostali vedci Nobelovu cenu!
Prečo je také ťažké odhaliť gravitačnú vlnu?
- Je veľmi slabý: keď prejde, spôsobí posun dĺžky pozorovacieho prístroja 10 až 23-krát! Vedci potrebovali obrovské finančné prostriedky a úsilie, aby sa naučili merať tieto slabé signály. A ešte nehovoríme, že boli objavené … Na svete existuje niekoľko experimentálnych inštalácií, pomocou ktorých chcú odborníci posunutie zachytiť. Jedným z nich je laserový multikilometrový interferometer LIGO.
„Takže pomocou gravitačných vĺn môžete lepšie študovať dynamiku čiernych dier. Aký je rozdiel s elektromagnetickými vlnami?
- S pomocou elektromagnetického žiarenia je štúdia ťažšia - existuje veľa neistôt, je potrebné vziať do úvahy dynamiku plynu …
Ak sa preukáže existencia gravitačných vĺn, kto je hlavným uchádzačom o Nobelovu cenu?
- Ak sa cena udeľuje, pravdepodobne nie teoretikom, ale tým, ktorí sa zaoberajú nástrojmi. Aj keď naši vedci tiež veľmi prispeli k teórii gravitačných vĺn. V sovietskych časoch bol takýmto človekom, samozrejme, Jakov Zeldovič a predstavitelia jeho školy, v čele smeru je korešpondujúci člen Ruskej akadémie vied Vladimir Braginsky. Od zahraničných kolegov na tejto otázke spolupracuje s Kip Thornom.
Je Kip Thorne konzultantom pre medzihviezdny film, v ktorom sa objavujú červie diery - populárne tunely v časovom priestore?
- Rozumiem tvojmu náznaku. Ale nie, červie diery majú úplne iný status, teoretický aj observačný. Sú to omnoho fantastickejšie veci ako gravitačné vlny, o existencii ktorých nepochybujeme.
Ako sme však z filmu pochopili, červie diery (alebo „červie diery“) sú presne spôsobené gravitačnými vlnami …
„Nie, tieto vlny nikdy nemôžu vytvoriť červiu dieru. V rámci existujúcej teórie je spravidla nemožné ich vyrobiť, musia existovať spočiatku, od samého začiatku expanzie vesmíru. A na ich podporu, aby sa nerozpadli, potrebujete látku s neobvyklými vlastnosťami, ktorá má negatívnu energetickú hustotu. Červí diery sú vo všeobecnosti hypotetickým objektom, teória ich nezakazuje, ale zatiaľ nie je jasné, z čoho by mali pozostávať.
Natalia Vedeneeva