Эти ученые получили Нобелевскую премию, обнаружив рябь в пространстве-времени.
Официальные лица Швеции только что объявили о присуждении Нобелевской премии по физике за 2017 год. Трое американских ученых получили награду за то, что впервые обнаружили гравитационные волны или рябь в пространстве-времени, которые были впервые предсказаны Эйнштейном еще в 1916 году. В этом году лауреатами стали Райнер Вайс из Массачусетского технологического института, а также Барри Бэриш и Кип Торн из Калифорнийского технологического института.
Вайс получит половину из 9 миллионов шведских крон (1,1 миллиона долларов), а Бэриш и Торн разделят оставшуюся часть. По словам представителей Шведской королевской академии наук, использование передовой теории и создание уникального прибора LIGO принесло им престижную награду.
LIGO расшифровывается как Laser Interferometer Gravity-Wave Observatory. В настоящее время в США есть два таких объекта: один в Луизиане, а другой в штате Вашингтон. Причина, по которой они находятся на расстоянии 1 000 миль (1 609 км) друг от друга, заключается в том, чтобы лучше обнаруживать гравитационные волны, исходящие из космоса. Третья обсерватория под названием Virgo только что заработала в Италии, чтобы присоединиться к совместному проекту. Только в LIGO работают тысячи исследователей из 20 разных стран. Вайс сказал репортерам на мероприятии: «Я рассматриваю это скорее как признание работы тысячи людей, действительно самоотверженных усилий, которые продолжаются - мне неприятно вам об этом говорить - целых 40 лет».
Обсерватория LIGO состоит из двух туннелей длиной 2,5 мили (4 км), расположенных перпендикулярно, как большая буква L. Когда гравитационная волна проходит над Землей, пространство в туннеле сжимается в одном направлении. и растянулся в другом. Эта крошечная флуктуация может быть обнаружена лазером. Прибор настолько чувствителен, что улавливает флуктуации пространства-времени в тысячи раз меньшие, чем ядро атома.
Один из туннелей в Деве. Предоставлено: Virgo Collaboration.
Гравитационные обсерватории были впервые задуманы 50 лет назад. В середине 70-х лауреаты собрались вместе, чтобы попытаться построить то, что сейчас называется LIGO. К тому времени Вайс уже разработал лазерный интерферометр. Что было особенно выгодно в его модели, так это то, что она отфильтровывала нежелательный фоновый шум.
Эйнштейн предположил, что пространство искривлено, а не прямая линия, и что напряженность между большими телами, такими как Земля и Солнце, эффективно искривляет пространство-время. В случае чрезвычайно массивных событий, таких как вспышка сверхновой или столкновение с черной дырой, гравитационные волны распространяются по всей Вселенной со скоростью света. В чем ошибся Эйнштейн, так это в том, что он думал, что, поскольку эти волны такие крошечные, мы никогда не сможем их обнаружить.
В то время как мы исследовали Вселенную с помощью инструментов, которые обнаруживают космические лучи, нейтрино и электромагнитное излучение, гравитационные волны предлагают совершенно новую апертуру для наблюдения за космосом. Согласно пресс-релизу анонса: «Это нечто совершенно новое и необычное, открывающее невидимые миры. Тех, кому удастся уловить волны и интерпретировать их послание, ждет множество открытий».
Обсерватория LIGO была впервые создана в 1999 году. В 2014 году она была модернизирована, что сделало ее намного более мощной. Впервые он зафиксировал пульсацию пространства-времени в 2015 году. Это был эффект столкновения двух черных дыр, масса каждой из которых в 30 раз превышает массу нашего Солнца. В результате образовалась еще большая черная дыра. Событие произошло на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет. Один световой год составляет около 5,9 трлн миль (9,5 трлн км). Ариэль Губар из Шведской королевской академии наук сравнил LIGO с тем, «когда Галилей открыл телескоп».
Торн, разговаривая с Ассошиэйтед Пресс по телефону, назвал обнаружение волн «победой человечества в целом». Он добавил: «Эти гравитационные волны станут для человечества мощным способом исследования Вселенной. Между тем Бариш назвал это «победой Эйнштейна, и очень крупной».
Virgo - важная деталь, поскольку она позволяет исследователям лучше определить место происхождения ряби в пространстве-времени. В настоящее время строятся новые гравитационные обсерватории. Ученые считают, что такие объекты могут позволить нам найти ранее неизвестные важные частицы, такие как те, которые могут существовать только вблизи черных дыр.