Нобелевская премия по физике. Нобелевская премия по физике присуждена за наблюдение гравитационных волн. Либертарианец и диктатор

Роль Бэриша, также преподавателя Калтеха, заключается в том, что он объединил множество проектов в единый LIGO и взял на себя управленческие функции. В сравнении с другими сооснователями LIGO Торн является не только одним из главных мировых экспертов по общей теории относительности (и, в частности, по теории гравитации), но и одним из самых известных в мире популяризаторов науки. Он стал одним из вдохновителей создания фильма «Интерстеллар», в ходе съемок которого также выступил как научный консультант и исполнительный продюсер картины. Таким образом, Торн — первый голливудский продюсер, получивший Нобелевскую премию.

2. Российское участие

Будучи преимущественно американским проектом, LIGO объединяет несколько десятков научных групп, в которых работают около 1 тыс. ученых со всего мира. В проекте участвуют и две российские группы — одна под руководством московского профессора Валерия Митрофанова, другую возглавляет нижегородский ученый Александр Сергеев.

Сергеев, который с 27 сентября возглавляет Российскую академию наук, РБК, что основу открытия еще в 1962 году заложил советский ученый Владислав Пустовойт, предложивший схему использования лазера для фиксирования гравитационных волн. Тем не менее открытие 2015 года является, по словам Сергеева, «триумфом человеческой мысли и триумфом оборудования».

Профессор МГУ Митрофанов, другой участник LIGO, что именно три нобелевских лауреата внесли наибольший вклад в создание проекта. «Зарегистрировать такой слабый сигнал — мечта у физиков. Благодаря усилиям всего коллектива LIGO и лауреатов удалось в конце концов это сделать», — заявил он в разговоре с РБК.

Райнер Вайс и Кип Торн (слева направо)

3. Суть открытия

Задача LIGO — подтвердить на практике существование гравитационных волн, о которых Альберт Эйнштейн рассказал в своей общей теории относительности в 1916 году. Гравитационные волны — это колебания пространства-времени (физики также говорят «рябь на ткани пространства-времени»), производимые движением во Вселенной массивных тел с переменным ускорением. Каждая из двух обсерваторий LIGO оборудована детектором гравитационных волн, помещенным в вакуум и способным фиксировать колебания размером в тысячи раз меньше размера атомного ядра, говорится в сообщении Нобелевского комитета. Расстояние 3002 км между объектами световая волна преодолевает по прямой за 10 мс. Поскольку предполагается, что гравитационная волна также распространяется со скоростью света, изменение значения времени прохождения волны через одну обсерваторию и другую призвано помочь найти направление движения, а значит, и источник волны.

LIGO зафиксировала гравитационные волны утром 14 сентября 2015 года. Несколько месяцев эксперты LIGO совместно с коллегами из франко-итальянского центра Virgo анализировали полученную информацию. В феврале 2016 года ученые представили результаты исследования: событие 14 сентября действительно было первым прямым наблюдением гравитационных волн. Приборы LIGO, гласило заявление, зафиксировали волну от слияния двух черных дыр на расстоянии 1,3 млрд световых лет от Земли.

4. Новый инструмент проникновения во Вселенную

Обнаружение гравитационных волн в сообщении Нобелевского комитета названо «революцией в астрофизике», которая предоставляет принципиально новый способ изучения космоса. «Целое сокровище открытий ждет того, кто сумеет поймать эти волны и прочитать сокрытое в них сообщение», — говорится в пресс-релизе.

За прошедшие два года физики LIGO и Virgo еще три раза зафиксировали движение гравитационных волн. Последнее наблюдение состоялось 14 августа 2017 года, официально было объявлено об этом на прошлой неделе. Пресс-секретарь LIGO Дэвид Шумейкер отметил, что новый раунд совместного наблюдения экспертов LIGO и Virgo намечен на осень 2018 года и на нем подобные открытия «ожидаются раз в неделю или чаще».

Как отметила профессор Шейла Роуэн из Университета Глазго, совместная работа LIGO и Virgo позволила «расширить объем данных, которые мы получим в будущем и которые помогут нам лучше понять Вселенную».

Участник LIGO профессор Митрофанов рассказал РБК, что обнаружение гравитационных волн открывает новую область науки. «Раньше мы смотрели на то, что происходит в далеком космосе, в основном в электромагнитном диапазоне. А сейчас добавился такой канал информации, как гравитационные волны, и у него гораздо больше возможностей. Они идут от первых моментов после Большого взрыва, когда образовалась наша Вселенная», — сказал он.

О потенциальных возможностях человечества после открытия гравитационных волн говорил и сам Торн в своей книге «Интерстеллар: наука за кадром». Она была опубликована в 2015 году, вскоре после выхода блокбастера «Интерстеллар» и незадолго до открытия LIGO.

Исполнительный директор LIGO Давид Рейце (Фото: Gary Cameron / Reuters)

5. Наука и кино

В сферу научных интересов Торна входит поиск возможного практического применения этих знаний. Например, речь идет о перемещении во времени и пространстве. С 1980-х годов Торн изучает вероятность существования так называемых червоточин, или «кротовых нор», — своеобразных «туннелей» в пространстве, которые позволяют мгновенно перемещаться из одной его точки в другую. О вероятном существовании таких «туннелей» писал еще Эйнштейн, объясняя этим ряд положений своей теории относительности. ​Торн, развивающий эту теорию, является одним из авторов гипотезы «проходимых кротовых нор». Торн уверяет, что на текущем этапе технологического развития межзвездные полеты невозможны. «С технологиями XXI века мы неспособны достичь других звездных систем быстрее, чем за тысячи лет пути. Наша единственная призрачная надежда на межзвездный перелет — это червоточина либо иная предельная форма искривления пространства-времени», — пишет он в последней книге.​ Торн надеется, что прорыв в изучении гравитационных волн поможет приблизиться к решению этого вопроса.

Имеющиеся у него теоретические и практические наработки Торн визуализировал в фильме «Интерстеллар», который вышел на экраны осенью 2014 года. «Мне выпал счастливый случай участвовать в его создании с самого начала, помогая [режиссеру Кристоферу] Нолану и его коллегам вплести в ткань повествования компоненты истинной науки», — писал Торн.

По сути, Торн выступил как создатель идеи самого фильма, а в ходе работы над картиной попробовал смоделировать имеющиеся гравитационные теории. Начиная в 2005 году работу над фильмом, Торн поставил режиссеру Стивену Спилбергу, который изначально собирался взяться за картину, два условия. События фильма не должны противоречить законам физики, а используемые в сценарии физические теории должны быть научно подкреплены, то есть приняты хотя бы частью научного сообщества.​​

6. Друзья-соперники

Для Торна награждение Нобелевской премией стало по меньшей мере девятой научной наградой за полтора года с момента публикации сообщения об открытии LIGO. Тем не менее изучением гравитации он занимается последние полвека.

Почти с самого начала своей исследовательской деятельности Торн дружит с другим известным популяризатором науки и исследователем Вселенной Стивеном Хокингом. Взгляды двух ученых на космические явления иногда совпадали, иногда расходились. Друзья-соперники регулярно заключают публичные пари по научным вопросам. Последний такой спор, начавшийся в 1991 году (для знатоков — Торн допускал существование голых сингулярностей, Хокинг — нет) закончился в 1997 году победой Кипа Торна. Он получил от оппонента £100 и некий предмет одежды с надписью, в которой Стивен признавал поражение (других деталей в своем рассказе об этой истории Кип Торн не приводит).

Теперь соперничество двух светил мировой науки становится еще драматичнее: у Стивена Хокинга Нобелевской премии пока нет. ​Впрочем, вслед за успехом «Интерстеллара», получившего «Оскар» за лучшие визуальные эффекты (к которым Торн имел прямое отношение), Торн заявил, что готовит новый научно-фантастический фильм — и на этот раз совместно с Хокингом. Об этом он рассказал в ноябре 2016 года в лекции на физфаке МГУ. ​

Лауреаты Нобелевской премии по физике-2017

Райнер Вайс родился в 1932 году в Берлине. После прихода нацистов к власти в Германии родители Вайса переехали вначале в Чехословакию, затем в США. В 1955 году получил диплом бакалавра в MIT, затем окончил докторантуру в Принстонском университете, с 1964 года преподает в MIT. Является автором десятков научных работ по астрофизике, гравитации и использованию лазеров.

Кип Торн родился в 1940 году в штате Юта в мормонской семье. Сейчас, правда, ученый называет себя атеистом. В 1962 году окончил бакалавриат в Калтехе, затем защитил диссертацию по геометродинамике (сведение физических объектов к геометрическим) в Принстонском университете. С 1967 года преподает теоретическую физику в Калтехе. Автор нескольких научных теорий и работ по астрофизике.

Барри Бариш родился в Небраске в 1936 году. Вскоре после его рождения семья переехала в Калифорнию, где Бариш поступил в Университет Беркли, а с 1963 года работал в Калтехе. В сферу его научных интересов входит экспериментальная физика высокой энергии. С 1980-х годов он интересуется созданием оборудования по улавливанию магнитных и прочих волн, а в 1994 году выступил вдохновителем создания объединенного проекта LIGO.

Получили американские ученые Райнер Вайсс, Барри Бариш и Кип Торн за вклад в развитие детектора лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), который в 2015 году обнаружил гравитационные волны. Один из физиков, Кип Торн, является автором идеи известного научно-фантастического фильма «Интерстеллар», который вышел на экраны в 2014 году.

В чем суть открытия?

В том, что физики доказали существование гравитационных волн: колебаний, распространяющихся, как рябь пространства-времени.

Открытие гравитационных волн предсказывал Альберт Эйнштейн в своей теории относительности в 1915 году. В 2015 году ученые смогли доказать существование гравитационных волн. Зарегистрировать волны удалось с помощью лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), которая представляет собой две гравитационные обсерватории, расположенные в 3000 километров друг от друга. Большое расстояние между ними позволяет увидеть разность во времени прибытия гравитационных волн. Была зарегистрирована гравитационная волна, получившаяся в результате слияния двух черных дыр массой 29 и 36 солнечных на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет от нас.

Как объясняет автор Юрий Строфилов на портале санкт-петербург.ру , процесс формирования гравитационных волн можно представить примерно так:

«Батутная сетка. В углу лежит мяч, никуда не катится. И тут на середину батута залезает уборщица спорткомплекса баба Маша весом 150 килограмм. Она продавливает сетку батута, и мяч скатывается к ее ногам. Означает ли это, что уборщица притягивает мяч? Нет, ни мяч, ни баба Маша ничего не знают про существование друг друга, они взаимодействуют только с окружающим их пространством. Если теперь двумерную сетку заменить трехмерной и добавить еще одно измерение, — время — то мы получим картинку, которую нарисовал Эйнштейн в своей голове».

Райнер Вайсс сыграл ключевую роль в разработке детектора: огромного интерферометра с чрезвычайно низким уровнем шумов. Несколькими годами позже прототипы интерферометров были созданы под руководством Кипа Торна. А Барри Бэриш стал руководить развитием этого проекта и созданием детекторов с середины девяностых годов.

За что присудили премию в прошлом году?

Стали Дункан Халдейн, Дэвид Таулесс и Майкл Костерлиц за разработку теории топологических фазовых переходов. Данная теория помогает описывать сверхпроводимость, сверхтекучесть и магнитное упорядочение в тонких слоях материалов.

Нобелевская премия по физике была учреждена по воле шведского ученого Альфреда Нобеля и присуждается с 1901 года. Первым премию по физике получил Вильгельм Рентген за «открытие замечательных лучей, названных впоследствии в его честь».

Всего с 1901 по 2016 год было вручено 110 Нобелевских премий по физике. В этом году размер денежной премии увеличен с 8 до 9 миллионов шведских крон (более 1,1 млн долларов).

Нобелевская премия по физике за 2017 год была вручена создателям международной коллаборации LIGO, благодаря которым были обнаружены первые гравитационные волны - физикам Райнеру Вайссу, Барри Баришу и Кипу Торну. Половина от суммы награды досталась Вайссу, Бариш и Торн получили по четверти.

«Безусловно, очень заслуженная Нобелевская премия. По сравнению с премиями последних лет - одна из самых заслуженных премий, потому что это фундаментальное открытие, которого ждали 100 лет после того как Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн. Получившие премию ученые внесли определяющий вклад в построение и создание гравитационной антенны в свое время, — прокомментировал «Газете.Ru» вручение премии российский физик, профессор Михаил Городецкий. —

В проекте LIGO участвует очень много стран, много коллективов из разных институтов, и Россия в том числе. В России две научные группы: одна в МГУ, другая в Нижегородском институте прикладной физики. То есть, и российские ученые внесли свой вклад в это открытие. Это действительно работа века».

Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Их существование предполагали многие ученые, в том числе — Альберт Эйнштейн. Впервые об обнаружении таких волн сообщил в 1969 году американский физик Джозеф Вебер, основатель гравитационно-волновой астрономии. По его словам, ему удалось поймать их при помощи резонансного детектора — механической гравитационной антенны.

Хотя ни один из дальнейших опытов не подтвердил сообщение Вебера, оно вызвало бурный рост работ в этом направлении во многих странах.

В числе экспериментаторов оказался и .

Гравитационные волны были обнаружены 14 сентября 2015 года на установках LIGO — лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории. Сигнал исходил от слияния двух черных дыр массами 36 и 29 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд световых лет от Земли. За доли секунды примерно три солнечные массы превратились в гравитационные волны, максимальная мощность излучения которых была примерно в 50 раз больше, чем от всей видимой Вселенной.

Об открытии ученые сообщили 11 февраля 2016 года, оно было сделано во время инженерного цикла работы оборудования (калибровочных работ). Это значит, что обнаружение гравитационных волн произошло до начала научного запуска.

А в июне 2016 года стало и о втором случае регистрации гравитационных волн, они были обнаружены сразу двумя детекторами LIGO 26 декабря 2015 года.

В отличие от сигнала, зарегистрированного при первом детектировании гравитационных волн, который был ясно виден на фоне шума, второй сигнал оказался слабее и не просматривался явно. Проанализировав характер мельчайших колебаний пробных масс детекторов, ученые сделали вывод,

что обнаруженные гравитационные волны опять были порождены двумя черными дырами, на этот раз более легкими — массами в 14 и 8 масс Солнца.

Если первое обнаружение гравитационных волн подтвердило предсказание общей теории относительности , сделанное в 1915 году, то регистрация двух сигналов в течение четырех месяцев первого цикла наблюдений детекторов Advanced LIGO позволит предсказывать, насколько часто будут обнаруживаться сигналы гравитационных волн в будущем.

Проект LIGO был основан в 1992 году, а наблюдения обсерватория начала в 2002-м.

«Кип Торн из Калтеха и Райнер Вайсс из Массачусетского Технологического института организовали консорциум двух крупнейших вузов в США, получили финансирование Национального научного фонда США. Через какое-то время, когда стало понятно, что даже США не сможет потянуть такой проект, произошло объединение международных усилий», - пояснил Городецкий.

Сегодня в коллаборацию входит более тысячи ученых из университетов 15 стран. Россия представлена двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и группой Института прикладной физики в Нижний Новгороде.

Основателем московской группы LIGO был российский физик Владимир Брагинский, в марте 2016 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 ученых нашли воплощение при создании детекторов, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух черных дыр.

В настоящее время коллектив научной группы Московского университета активно участвует в разработке гравитационно-волновых детекторов следующего поколения, которые придут на смену нынешним детекторам и обеспечат значительное увеличение их чувствительности, что позволит практически ежедневно обнаруживать гравитационно-волновые сигналы.

Вайсс, Торн и Бариш считались одними из главных претендентов на Нобелевскую премию еще в прошлом году, но слишком поздно заявили об открытии - принимает заявки только до 31 января.

Наиболее вероятными претендентами на Нобелевскую премию по физике назывались Митчелл Фейгенбаум за открытия в области нелинейных и хаотических систем, российский астрофизик за глубокий вклад в понимание Вселенной и Фаэдон Аворис, Пол Макюэн и Корнелис Деккер, которые сделали значительный вклад в исследования углеродных нанотрубок, графена, графеновых нанолент и их использования в электронике.

В 2016 году лауреатами Нобелевской премии ученые Джеймс Таулес из Университета Вашингтона, Фредерик Халдейн из Принстона и из Университета Брауна за развитие науки о топологических фазовых переходах.

Нобелевская премия по физике за 2017 год присуждена американским учёным Райнеру Вайссу, Барри Баришу и Кипу Торну за «решающий вклад» в создание обсерватории LIGO и наблюдение за гравитационными волнами.

Проект лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) был предложен в 1992 году группой учёных из Калифорнийского и Массачусетского технологических институтов. Его главной задачей было экспериментальное обнаружение космических гравитационных волн, существование которых было предсказано ещё Альбертом Эйнштейном в рамках его общей теории относительности в 1916 году. При этом гениальный немецкий физик был уверен, что эти волны не удастся измерить.

Гравитационные волны (или так называемая рябь пространства-времени) появляются в результате крупнейших катастрофических событий во Вселенной, например столкновений чёрных дыр или взрывов звёзд. Затем эти волны свободно распространяются со скоростью света и могут быть зафиксированы при прохождении между свободно падающими телами — расстояние между ними изменяется.

Об обнаружении этого явления было официально объявлено в феврале 2016 года, когда группа учёных LIGO рассказала:

14 сентября 2015 года в 13:51 мск впервые были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие после столкновения двух чёрных дыр, которое произошло 1,3 млрд лет назад.

До слияния чёрные дыры обладали весом 36 и 29 солнечных масс, однако после их столкновения суммарный вес нового объекта составил 62, а не 65 солнечных масс. За доли секунды порядка 5,96676 × 10³º кг вещества превратилось в ту самую «рябь пространства-времени», которая спустя 1,3 млрд лет прошла через Солнечную систему.

Максимальная мощность излучения была примерно в 50 раз больше, чем от всех звёзд видимой Вселенной. Однако когда сигнал достиг Земли, он был исключительно слабым (детекторы LIGO обнаружили относительные колебания величиною в 10 в -19-й степени метра).

Сам факт его фиксирования стал настоящим прорывом для физики, буквально открывшим новую эру в науке.

The waves came from a collision between two black holes. It took 1.3 billion years for the waves to arrive at the LIGO detector in the USA. pic.twitter.com/kg6vQbIm7t

— The Nobel Prize (@NobelPrize) 3 октября 2017 г.

Открытие было сделано на двух детекторах LIGO, расположенных в Ливингстоне (штат Луизиана) и Хэнфорде (штат Вашингтон) — в 3002 км друг от друга. Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Борис Штерн в разговоре с RT рассказал, что собой представляет обсерватория и как она работает.

«Это четырёхкилометровые трубы, в которых находится лазерный интерферометр, чувствующий смещение, которое в сто тысяч раз меньше размера ядра атома. В это трудно поверить, но методика отработана до совершенства, и такие ничтожные смещения фиксируют. Смещения происходят за счёт деформации пространства, которая происходит из-за гравитационных волн. Они же, в свою очередь, происходят потому, что где-то далеко встретились две чёрные дыры», — сказал Штерн.

Учёный добавил, что LIGO позволила подтвердить разработанную в начале ХХ века общую теорию относительности Эйнштейна, что стало «триумфом науки». Детекторы обсерватории предстоит и дальше использовать для научных работ и открытий.

«Теперь будем пользоваться этим для наблюдения за слиянием чёрных дыр. Как они образуются, как образуются сверхтяжёлые звёзды и другое. Здесь масса интересных астрофизических вопросов. Появилась новая отрасль астрофизики», — пояснил Штерн.

В феврале 2016 года учёные Калифорнийского технологического института также опубликовали звуковую интерпретацию гравитационных волн от столкновения чёрных дыр.

Российский вклад

В команду международного научного сообщества LIGO входят более тысячи человек из 20 стран мира, включая Россию, которая представлена коллективами физфака МГУ имени Ломоносова и группой нижегородского Института прикладной физики РАН. Московскую группу создал и вплоть до последнего времени возглавлял член-корреспондент РАН Владимир Брагинский — всемирно известный учёный и один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире. Группа МГУ 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», — сообщили RT в пресс-службе МГУ.

«Теоретические и экспериментальные исследования российских ученых нашли своё воплощение при создании детекторов, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух чёрных дыр», — добавили в университете.

В настоящее время коллектив научной группы МГУ активно участвует в разработке гравитационно-волновых детекторов следующего поколения, которые призваны обеспечить значительное увеличение их чувствительности. Это позволит «практически ежедневно обнаруживать гравитационно-волновые сигналы», заявил руководитель российской группы LIGO, профессор физического факультета МГУ, доктор физико-математических наук Валерий Митрофанов.

Вручение Нобелевской премии состоится в Стокгольмской филармонии 10 декабря, в день смерти Альфреда Нобеля. Лауреаты получат из рук короля Карла XVI Густава золотую медаль и диплом. Бонусом к всемирному признанию и почёту станет выплата в размере 9 млн крон ($1,12 млн).

Всё наше понимание процессов, происходящих во Вселенной, представления о ее структуре сложились на основе изучения электромагнитного излучения, другими словами — фотонов всех возможных энергий, доходящих до наших приборов из глубин космоса. Но фотонные наблюдения имеют свои ограничения: электромагнитные волны даже самых высоких энергий не доходят до нас из слишком далёких областей космоса.

Есть и другие формы излучения — потоки нейтрино и гравитационные волны. Они могут рассказать о том, чего никогда не увидят приборы, регистрирующие электромагнитные волны. Для того, чтобы «увидеть» нейтрино и гравитационные волны, нужны принципиально новые приборы. За создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существование в этом году удостоились Нобелевской премии по физике трое американских физиков — Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэрриш.

Слева направо: Райнер Вайсс, Бэрри Бэрриш и Кип Торн.

Существование гравитационных волн предусмотрено общей теорией относительности и было предсказано Эйнштейном еще в 1915 году. Они возникают, когда очень массивные объекты сталкиваются друг с другом и порождают возмущения пространства-времени, расходящиесясо скоростью света во все стороны от места зарождения.

Даже если событие, породившее волну, огромно — например, столкнулись две чёрные дыры — воздействие, которое волна оказывает на пространство-время крайне мал, поэтому зарегистрировать его сложно, для этого нужны очень чувствительные приборы. Сам Эйнштейн считал, что гравиволна, проходя через материю, влияет на нее так мало, что не поддаётся наблюдению. Действительно, самый эффект, который волна оказывает на материю, уловить довольно сложно, зато можно зарегистрировать косвенные эффекты. Именно это сделали в 1974 году американские астрофизики Джозеф Тейлор и Рассел Халс, измерившие излучение двойной звезды-пульсара PSR 1913+16 и доказавшие, что отклонение периода ее пульсации от расчётного объясняется потерей энергии, унесенной гравитационной волной. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году.

14 сентября 2015 года LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория — впервые напрямую зарегистрировала гравитационную волну. К тому моменту, когда волна достигла Земли, она очень ослабела, но даже этот слабый сигнал означал революцию в физике. Для того, чтобы это стало возможным, потребовался труд тысячи учёных из двадцати стран, построивших LIGO.

На то, чтобы проверить результаты пятнадцатого года, ушло несколько месяцев, поэтому обнародованы они были только в феврале 2016 года. Кроме главного открытия — подтверждения существования гравиволн — в результатах скрывалось еще несколько: первое свидетельство существования чёрных дыр средней массы (20−60 солнечных) и первое доказательство того, что они могут сливаться.

Чтобы добраться до Земли, гравиволне потребовалось больше миллиарда лет Далеко-далеко, за пределами нашей галактики две чёрных дыры врезались друг в друга, прошло 1,3 миллиарда лет — и LIGO сообщил нам об этом событии.

Энергия гравитационной волны огромна, но амплитуда невероятна мала. Почувствовать ее — всё равно что измерить расстояние до далёкой звезды с точностью до десятых долей миллиметра. LIGO на это способен. Концепцию разработал Вайсс: еще в 70-е он подсчитал, какие земные явления могут исказить результаты наблюдений, и как от них избавиться. LIGO — это две обсерватории, расстояние между которым — 3002 километра. Гравитационная волна проходит это расстояние за 7 миллисекунд, поэтому два интерферометра во время прохождения волны уточняют показатели друг друга.

Две обсерватории LIGO, в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон) находятся на расстоянии 3002 км друг от друга.

У каждой обсерватории есть два четырехкилометровых плеча, исходящие из одной точки под прямым углом друг к другу. Внутри у них — почти идеальный вакуум. В начале и в конце каждого плеча — сложная система зеркал. Проходя через нашу планету, гравитационная волна чуть-чуть сжимает пространство там, где проложен один рукав, и растягивает второй (без волны длина рукавов строго одинакова). Из перекрестья плечей выпускают луч лазера, разделяют его надвое и пускают отражаться по зеркалам; пройдя свою дистанцию, лучи встречаются в перекрестье. Если это происходит одновременно, значит, пространство-время спокойно. А если одному из лучей потребовалось на прохождение плеча больше времени, чем другому — значит, гравитационная волна удлинила его путь и сократила путь второго луча.

Схема работы обсерватории LIGO.

LIGO разработал Вайсс (и, конечно, его коллеги), Кип Торн — ведущий мировой эксперт в теории относительности — выполнил теоретические расчёты, Барри Бэриш присоединился к команде LIGO в 1994 году и превратил небольшую — всего из 40 человек — группу энтузиастов в огромную международную коллаборацию LIGO/VIRGO, благодаря слаженной работе участников которой и стал возможен фундаментальный пропыв, осуществлённый двадцать лет спустя.

Работа на детекторах гравитационных волн продолжается. За первой зарегистрированной волной последовали вторая, третья и четвертая ; последнюю «поймали» не только детекторы LIGO, но и недавно запущенный европейский VIRGO. Четвертая гравитационная волна, в отличие от трёх предыдущих, родилась не в абсолютной тьме (в результате слияния чёрных дыр), а при полной иллюминации — при взрыве нейтронной звезды; космические и наземные телескопы зарегистрировали и оптический источник излучения в том районе, откуда пришла волна гравитационная.