Технологии


«Эйнштейн был бы очень счастлив»

«Expert Online» 2016
DPA/TASS

Почти каждому известно имя Эйнштейн, но лишь немногие знают, почему именно он знаменит. В 2015 году исполнилось 100 лет с тех пор, как Альберт Эйнштейн сформулировал основные принципы Общей Теории Относительности (ОТО). Большая часть наблюдаемых следствий ОТО нашла подтверждение прямыми и многократными наблюдениями. И вот пришел черед подтверждению существования предсказанных ею гравитационных волн.

Эксперимент был проведен в сентябре прошлого, юбилейного года, а результаты подведены и существование волн сочтено доказанным сейчас. На решение этой задачи Национальным научным фондом (США) было потрачено 620 миллионов долларов. Для сравнения, на программу доставки человека к Луне и высадки на нее, правительство США потратило чуть более 20 миллиардов долларов. Но и 620 миллионов долларов деньги большие.

Надо ли подтверждать ОТО?

И - надо ли было тратить такие деньги для подтверждения теории Эйнштейна? Вопрос не праздный в эпоху перманентных кризисов. Но это тот же самый вопрос, что и - а надо ли тратить деньги на фундаментальную науку вообще? За рубежом такие вопросы решаются, не в последнюю очередь, налогоплательщиками. Для получения солидной порции денег нужно заинтриговать общественное мнение и поддерживать интригу на протяжении всего исследования. И, конечно, исследование должно иметь удачные промежуточные стадии. Коллаборации LIGO это успешно удается. Но несомненно и другое, подтверждение ОТО экспериментальными данными дает новый основательный фундамент дальнейшему развитию науки.

Что открыли

Два детектора гравитационных волн, использующие лазерные интерферометры (интерференцию мы с вами проходили в школе), зафиксировали почти синхронные колебания пробных тел с одинаковым периодом. Пробными телами в данном случае были две предполагаемые черные дыры. Детекторы расположены на большом расстоянии в разных частях США, отсюда и почти синхронная, а не точно синхронная регистрация. Гравитационные волны, согласно ОТО, распространяются со скоростью света и задержка как раз и связана с расстоянием между детекторами, поделенным на скорость света.

Теоретические расчеты показали, что картина зарегистрированного сигнала соответствует слиянию системы, состоящей из двух черных дыр, в одну черную дыру (само существование ЧД, кстати, также предсказывается ОТО.) Тут уже становится все чудесатее и чудесатее! Дело в том, что никто никогда не наблюдал черных дыр, а наблюдают лишь их проявления во взаимодействии с окружающей средой. Строго говоря, нет ни одной подтвержденной черной дыры, а есть только кандидаты в черные дыры. И вот, что-то не наблюдаемое сливается с образованием чего-то тоже ненаблюдаемого, а вот сам процесс слияния как раз можно наблюдать!

По расчетам, три массы Солнца были преобразованы в энергию гравитационных волн, зарегистрированных детекторами LIGO. Детали регистрации и теоретических расчетов теперь легко можно найти на сайтах коллаборации, статья принята к печати и будет опубликована в журнале Physical Review Letters.

Насколько надежно открытие

Это главный вопрос экспериментальной физики. История науки знает массу лже-открытий, сделанных из-за неправильной оценки достоверности. В данном случае суммарная значимость того, что оба детектора зарегистрировали не случайное событие, а реальный сигнал, составляет более 5 стандартных отклонений. В принципе, это достаточная статистическая значимость. Остается вопрос по поводу того, что регистрация произошла именно в год 100-летия ОТО, 15 сентября 2015, и во время опытной эксплуатации комплекса детекторов. Но, впрочем, бывают и самые невероятные совпадения: на то и наука статистика, которая никогда не дает точных ответов, оставляя оптимистов с оптимистичными оценками, а пессимистов - с вероятностью случайного совпадения.

Для дальнейшего подтверждения требуется увеличение количества регистраций гравитационных волн и, конечно, необходимо искать источник гравитационных волн в оптическом или ином диапазоне электромагнитных колебаний. Хорошим кандидатом на такой источник является другое интересное астрофизическое явление, называемое короткими гамма-всплесками.

Что означает это открытие

Во-первых, это прямое подтверждение ОТО. Во-вторых, это подтверждение существования черных дыр, до сих пор считающихся гипотетическими объектами. В-третьих, это начало новой эры гравитационной астрономии, когда мы можем заглянуть туда, куда нельзя заглянуть ни с помощью наблюдений в электромагнитном диапазоне (радио, оптика, гамма-излучение), ни даже с помощью нейтринной астрономии. Научные аспекты можно перечислять и далее, ранжируя их так, как выгодно моменту, но вот, пожалуй, еще один результат, с которого можно и нужно брать пример нашим научным функционерам: это удачное и целенаправленное вложение денег в исследование, своим результатом претендующего на место в истории.

Я не знаю, был бы Эйнштейн счастлив. История науки, как впрочем, и любая историческая наука, не имеет сослагательных наклонений. Но то, что открытие гравитационных волн вполне основательно будет претендовать на получение Нобелевской премии, несомненно. А Нобелевская премия для лауреатов – это уж точно счастливое событие. Жаль, что среди лауреатов, скорее всего, не будет российских ученых.





    Реклама

    Качество научных исследований как фактор продвижения университетов на мировой арене

    Аналитический центр «Эксперт» начал подготовку второго Рейтинга факультетов. Уникальность рейтинга состоит в том, что объектом ранжирования стали позиции российских вузов в узких предметных областях




    Реклама