Ученые объявили об открытии гравитационных волн

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.

Физики на обсерватории LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) впервые зарегистрировали гравитационные волны — возмущения пространства-времени, предсказанные сто лет назад создателем общей теории относительности Альбертом Эйнштейном. Об открытии в ходе прямой трансляции, организованной Lenta.ru и Московским государственным университетом (МГУ) имени Михаила Ломоносова, сообщили ученые физического факультета, являющиеся участниками международной коллаборации LIGO.

Гравитационные волны зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 05:51 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) в США. Детекторы LIGO обнаружили относительные колебания величиною в десять в минус 19 степени метров (это примерно равно отношению диаметра атома к диаметру яблока) пар разнесенных на четыре километра пробных масс.

Возмущения порождены парой черных дыр (в 29 и 36 раз тяжелее Солнца) в последние доли секунды перед их слиянием в более массивный вращающийся гравитационный объект (в 62 раза тяжелее Солнца). 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. Слияние черных дыр произошло 1,3 миллиарда лет назад (столько времени гравитационное возмущение распространялось до Земли).

Анализируя моменты прихода сигналов (детектор в Ливингстоне записал событие на семь миллисекунд раньше детектора в Хэнфорде), ученые предположили, что источник сигнала расположен в южном полушарии. Результаты исследований ученые направили на публикацию в журнал Physical Review Letters. Открытие сделано совместно коллаборациями LIGO (которая включает в себя также коллаборацию GEO и Австралийский консорциум интерферометрической гравитационной астрономии) и франко-итальянской VIRGO, детектор которой расположен недалеко от Пизы.

Обсерватория LIGO финансируется Национальным научным фондом США и построена по предложенной в 1980 году инициативе американских физиков Кипа Торна и Рональда Дривера. Стоимость установки оценивается в 370 миллионов долларов. Исследования в LIGO осуществляются в рамках одноменной коллаборации более тысячью учеными из США и 14 других стран, включая Россию, представленную двумя группами из МГУ и Института прикладной физики Российской академии наук (Нижний Новгород).

Московскую группу создал и вплоть до последнего времени возглавлял Владимир Брагинский — один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире. В состав научной группы, включенной в число соавторов научного открытия, входят семь сотрудников кафедры физики колебаний МГУ, включая руководителя коллектива — Валерия Митрофанова. Группа участвует в проекте с 1992 года и занимается повышением чувствительности гравитационно-волновых детекторов и определением ее фундаментальных квантовых и термодинамических ограничений.

Теоретические и экспериментальные исследования физиков из МГУ нашли свое воплощение при создании детекторов нового поколения, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух черных дыр. В процессе работы группы над проектом LIGO получены результаты, важные не только для поиска гравитационных волн, но и для физики в целом. «Научное значение этого открытия огромно. Как и в случае электромагнитных волн, мы осознаем его в полной мере через некоторое время» — сказал Митрофанов.

Президент США Барак Обама обратился с поздравлением к ученым после того, как были открыты гравитационные волны. Он опубликовал слова поздравления в своем официальном твиттере.

«Эйнштейн был прав! Поздравляю NSF и LIGO с обнаружением гравитационных волн — огромным прорывом в том, как мы понимаем вселенную», — написал лидер США.

Отметим, что Национальный научный фонд (NSF) является независимым агентством при правительстве США. Оно заведует развитием науки и технологий, а с 1992 года финансирует международный проект LIGO, в рамках которого проводились исследования, которые и привели к открытию волн.