Русское Агентство Новостей
Информационное агентство Русского Общественного Движения «Возрождение. Золотой Век»
RSS

Учёные якобы открыли то, чего нет. Теперь будут требовать денег на исследование этого

12 февраля 2016
2 068

Учёные якобы открыли то, чего нет. Теперь будут требовать денег на исследование этого

Коллаборация LIGO, в которую входят более 1000 человек (из 16 стран, в том числе из России), впервые наблюдала колебания пространства-времени — гравитационные волны, дошедшие до Земли от катастрофы, произошедшей далеко во Вселенной. Это открытие, сделанное 14 сентября 2015 года, подтверждает важное предсказание Общей теории относительности Альберта Эйнштейна 1916 года и открывает беспрецедентно новое видение космоса.

"Научное значение этого открытия огромно. Как и в случае электромагнитных волн, мы осознаём его в полной мере через некоторое время, — говорит профессор физического факультета МГУ Валерий Митрофанов, руководитель московской группы коллаборации LIGO. — Проект LIGO начался в 1992 году, в сложное для нашей страны время, но Россия подключилась к проекту благодаря Владимиру Борисовичу Брагинскому, одному из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире.

Я бы хотел отметить его заслугу в том, что он создал школу на физическом факультете МГУ, воспитанники которой смогли активно участвовать в проекте LIGO, получить результаты, важные для проекта, и вместе с огромным коллективом исследователей подойти к сегодняшнему открытию. Мы надеемся, что это вдохновит студентов, которые учатся на физическом факультете МГУ, потому что в физике сейчас просматривается много интересных и нерешённых проблем".

"Впервые в мире зарегистрированы летящие волны кривизны-пространства, это открытие новой эры гравитационно-волновой астрономии", — комментирует происходящее профессор физического факультета МГУ Сергей Вятчанин.

"Это выдающееся достижение, которое открывает новое направление — гравитационно-волновую астрономию — потребовало реализации крупного проекта широкой международной коллаборацией учёных, — говорит Игорь Биленко, профессор кафедры физики колебаний МГУ. — Очень важно и примечательно, что фундаментальные открытия, сделанные замечательным российским учёным Владимиром Борисовичем Брагинским и его коллегами — квантовые пределы, способы квантовых измерений и квантовые флуктуации — оказались нужны и востребованы в этом проекте".

Учёные якобы открыли то, чего нет. Теперь будут требовать денег на исследование этого

"Ряд наших исследований оказал влияние на выбор тех или иных решений в LIGO. Московская группа сделала многое для борьбы с шумами и для поиска различных эффектов, которые в обычной жизни почти не встречаются. Их очень сложно зафиксировать, но они оказывают влияние на очень чувствительные детекторы LIGO", — говорит ассистент Леонид Прохоров.

Гравитационные волны несут информацию о природе породившей их гравитации и не могут объясняться иным явлением. Физики пришли к выводу, что обнаруженные гравитационные волны были порождены двумя чёрными дырами с массами порядка 30 солнечных в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной вращающейся чёрной дыры. Возможность столкновения двух чёрных дыр предсказывалась, но такое событие никогда ранее не наблюдалось.

Гравитационные волны были зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 5:51 утра по летнему североамериканскому восточному времени (13:51 по московскому времени) на двух детекторах-близнецах Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), расположенных в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон, США.

Обсерватория LIGO финансируется Национальным научным фондом (NSF) США и была задумана, построена и эксплуатируется Калифорнийским и Массачусетским технологическими институтами (Caltech и MIT). Открытие, сообщение о котором принято к публикации в журнале Physical Review Letters, было сделано на основе показаний двух детекторов совместной научной коллаборацией LIGO (которая включает в себя также коллаборацию GEO и Австралийский консорциум интерферометрической гравитационной астрономии) и коллаборацией VIRGO.

На основании наблюдавшихся сигналов учёные LIGO оценили, что чёрные дыры, участвовавшие в этом событии, имели массы в 29 и 36 раз больше массы Солнца, а само событие произошло 1,3 миллиарда лет назад. За доли секунды примерно три солнечных массы превратились в гравитационные волны, максимальная мощность излучения которых была примерно в 50 раз больше, чем от всей видимой Вселенной.

Анализируя моменты прихода сигналов — детектор в Ливигстоне записал событие на 7 миллисекунд ранее детектора в Хэнфорде — физики могут сказать, что источник был расположен в южном полушарии.

Согласно общей теории относительности, пара чёрных дыр, вращающихся вокруг друг друга, теряют энергию на излучение гравитационных волн, что заставляет их постепенно сближаться на протяжении миллиардов лет, и гораздо быстрее – на последних минутах.

Во время последней доли секунды две чёрные дыры сталкиваются со скоростью почти в половину световой с образованием одной, более массивной чёрной дыры. При этом часть массы слившихся чёрных дыр превращается в энергию в соответствии с формулой Эйнштейна E = mc^2. Эта энергия излучается в виде сильного всплеска гравитационных волн, которые и наблюдались LIGO.

Гравитационные волны на Земле вызывают чрезвычайно малое изменение размеров (своего рода сжатие земного шара). Но детекторы LIGO обнаружили относительные колебания пар пробных масс, разнесённых на четыре километра, величиною в 10^-19 метров (это во столько же раз меньше размера атома, во сколько атом меньше яблока).

Добавим, что исследования в LIGO осуществляются в рамках научной коллаборации LIGO Scientific Collaboration, коллективом из более 1000 учёных из университетов в Соединенных Штатах и 15 других странах, включая Россию. В разработке детекторов и анализе данных участвуют более 90 университетов и научно-исследовательских институтов, существенный вклад также вносит участие около 250 студентов.

Сеть детекторов LSC включает интерферометры LIGO и детектор GEO600. Команда GEO включает учёных из Института гравитационной физики общества Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна, AEI) и Университета Лейбница в Ганновере в партнёрстве с университетами Великобритании: Глазго, Кардиффа, Бирмингема и другими, а также университета Балеарских островов в Испании.

Создание LIGO для обнаружения гравитационных волн было предложено в 1980 году профессором физики MIT Райнером Вайссом, профессором теоретической физики Калтеха Кипом Торном и профессором физики того же института Рональдом Дривером. Ныне все они являются заслуженными профессорами этих институтов.

Учёные якобы открыли то, чего нет. Теперь будут требовать денег на исследование этого

Коллаборация VIRGO состоит из более чем 250 физиков и инженеров, принадлежащих к 19 различным европейским исследовательским группам: шесть из Национального центра научных исследований Франции (CNRS); восемь из Национального института ядерной физики Италии (INFN); две из Нидерландов (Nikhef); одна из Венгрии (Wigner RCP); группой POLGRAW из Польши и Европейской гравитационной обсерваторией (EGO), которая обеспечивает работу детектора VIRGO недалеко от Пизы в Италии.

Открытие стало возможным благодаря новым возможностям обсерватории второго поколения (Advanced LIGO), существенно модифицированной по сравнению с первой, что позволило значительно увеличить объём изучаемой части Вселенной и открыть гравитационные волны уже во время первого цикла наблюдений. Национальный научный фонд США лидирует в финансовой поддержке Advanced LIGO. Финансирующие организации в Германии (Общество Макса Планка), в Великобритании (Совет по обеспечению науки и технологии) и Австралии (Австралийский совет по исследованиям) также внесли значительный вклад в проект.

Некоторые из ключевых технологий, сделавших Advanced LIGO гораздо более чувствительной, были разработаны и испытаны в германо-британском проекте GEO. Значительные вычислительные ресурсы были предоставлены кластером AEI Atlas в Ганновере, лабораторией LIGO университета Сиракуз и университета Висконсина-Милуоки. Несколько университетов спроектировали, создали и испытали ключевые компоненты для Advanced LIGO: Австралийский национальный университет, Университет Аделаиды, Университет Флориды, Стэнфордский университет, Колумбийский университет в Нью-Йорке, Университет Луизианы.

Россия представлена двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и группой Института Прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

Московскую группу создал и вплоть до последнего времени возглавлял член-корреспондент РАН Владимир Борисович Брагинский — всемирно известный учёный, один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире. В состав научной группы, включенной в число соавторов научного открытия, входят профессора кафедры физики колебаний: Валерий Митрофанов (нынешний руководитель коллектива), Игорь Биленко, Сергей Вятчанин, Михаил Городецкий, Фарид Халили, Сергей Стрыгин и Леонид Прохоров. Неоценимый вклад в исследования внесли студенты, аспиранты и технический персонал кафедры.

Группа Московского университета участвует в проекте с 1992 года. С самого начала основные усилия были направлены на повышение чувствительности гравитационно-волновых детекторов, определение фундаментальных квантовых и термодинамических ограничений чувствительности, на разработку новых методов измерений. Теоретические и экспериментальные исследования российских учёных нашли своё воплощение при создании детекторов нового поколения, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух чёрных дыр.

В процессе работы группы над проектом LIGO получены результаты, имеющие принципиальное значение не только для проекта поиска гравитационных волн, но и для физики в целом.

О том, что представляют из себя «Чёрные дыры» в действительности, можно прочитать в статье «Наука не хочет знать. Часть 3. Как зажигаются звёзды?»

Поделиться: