В погоне за искривлениями пространства

Наука и технологии
Москва, 22.02.2016
«Эксперт» №8 (976)
Директор Института прикладной физики член-корреспондент РАН Александр Сергеев рассказывает о том, как обнаружили гравитационную волну, в чем состоит вклад российских ученых и какие проблемы им приходится решать

12 февраля, после почти пяти месяцев молчания, ученые обсерватории Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) в США объявили, что еще в сентябре они обнаружили гравитационные волны. В работе этой лаборатории принимали участие две научные группы из России: группа профессора Валерия Митрофанова (кафедра физики колебаний физического факультета МГУ) и группа члена-корреспондента РАН Александра Сергеева (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород).

Мы обратились к Александру Михайловичу Сергееву с просьбой рассказать о сути эксперимента и о работе российских физиков. 

— Теоретически наличие гравитационных волн было предсказано Эйнштейном в Общей теории относительности более ста лет назад. За это время теоретики предсказали и то, какие астрофизические источники и каким образом излучают эти волны. А в известной статье 1962 года советских ученых Владислава Пустовойта и Михаила Герценштейна впервые теоретически была предложена идея обнаружения гравитационных волн с помощью волн электромагнитных, используя интерферометр Майкельсона. Это в итоге и было реализовано с помощью лазерного излучения.

В связи с этим вспоминаю, что как-то на конференции в Штатах, уже в наше время, я услышал от американского физика такой пассаж: «В Америке бытует мнение, что все, чем мы тут занимаемся сейчас, предложили советские ученые еще в семидесятые-восьмидесятые годы. Это неверно. Некоторые идеи они предложили еще в шестидесятые». Это оказалось удивительно правильным в отношении детектирования гравитационных волн.

Идея эксперимента, предложенного Пустовойтом и Герценштейном и реализованного в обсерватории LIGO, достаточна проста. Дело в том, что гравитационная волна, проходя в пространстве, производит изменение его метрики. Если представить, что у нашего пространства есть каркас в виде сетки Рабица, то под воздействием волны «сетка» пространства в одном направлении сожмется, а в другом растянется, а вместе с ней и все предметы в этом пространстве. Это произойдет и с плечами интерферометра Майкельсона. Задача исследователей состоит в том, чтобы суметь зафиксировать эти изменения. А интерферометрия позволяет это сделать (см. схемы 1 и2 — «Эксперт»).

Конечно, в 1962 году никто не мог предположить, что в обозримом будущем что-то подобное будет сделано экспериментально. В 1962 году и лазеры-то только начинались, поэтому предположить, что для этих целей будет использовано мощное лазерное излучение, тогда было невозможно. Но за три десятилетия, к девяностым годам, лазерные и оптические технологии сильно продвинулись вперед, и в 1992 году это позволило американцам начать создание LIGO. LIGO — это, конечно, успех всех физиков, но прежде всего физиков-оптиков и лазерщиков.

Оптические технологии — это не только лазеры, но и различные оптические устройства, которых в LIGO очень много, это и оптические материалы с уникальными свойствами, и их обработка с высочайшей точностью. Например, такой важнейший параметр, как точность формы оптических зеркал, в LIGO находится в

У партнеров

    Сеанс институциональной магии

    Популярный тезис о необходимости структурных реформ превратился в удобную отговорку для авторов неэффективной экономической политики. Стимулы для роста экономики лежат совсем в другой плоскости

    Повестка дня
    Главная новость
    Международный бизнес
    Экономика и финансы
    Потребление
    Реклама