четвер, 11 лютого 2016 р.

Гравітаційні хвилі


Сьогодні на прес-конференції офіційно повідомили про виявлення гравітаційних хвиль у лазерно-інтерферометричній гравітаційно-хвильовій обсерваторії (ЛІГО). Це, після експериментального підтвердження існування бозону Гіґса, друга у цьому столітті подія, на яку варто називати подією з великої літери. Бо на їхньому тлі оці всі економічні кризи, війни, катастрофи, міграції, політичні та спортивні заходи є всього лише колупанням у власному лайні одного з видів мавп, які надмірно останнім часом розмножилися на невеличкій планеті біля жовтого карлика, що перебуває на закрайку цілком звичайної галактики.

Увага, далі буде про фізику! Мова йде про те, що більше мільярда років тому зіштовхнулися дві чорні діри з масами близько 30 сонць кожна. У результаті утворилася одна більша чорна діра, а енергія, що приблизно відповідає повній енергії трьох сонць, розсіялася у просторі у вигляді гравітаційних хвиль, тобто власних коливань простору-часу. 14 вересня минулого року вони досягли нашої планети і були вперше помічені за допомогою ґіґантських інтерферометрів. Це такі штуки, які дозволяють побачити коливання відстані між двома парами точок, віддалених на чотири кілометри одна від одної, з відносною точністю 10-22, що для таких відстаней дозволяє бачити коливання з амплітудою меншою, ніж розмір протона. За допомогою двох таких інтерферометрів, побудованих у різних точках США, вдалося відділити сигнал від шуму і навіть приблизно визначити напрямок, звідки цей сигнал надійшов.

Завдяки такій точності вимірювання, вдалося не лише підтвердити наявність гравітаційних хвиль, які передбачає теорія відносности, але й отримати досить точний часовий профіль цих коливань. Чому це важливо? Річ у тім, що такий профіль, а точніше характеристичні частоти коливань, залежать дуже сильно від деформації простору-часу поблизу чорних дір. Оскільки коливання добре збігаються з теоретичним моделюванням цього процесу в рамках теорії Айнштайна, це є новим незалежним підтвердженням цієї теорії, до того ж у режимі сильної гравітації. А позаяк досьогодні, за великим рахунком, спостерігалися лише відносно слабкі гравітаційні ефекти у Сонячній системі, які є по суті малими поправками до теорії Ньютона, гравітаційний сигнал від зіткнення чорних дір дозволяє тепер упевнено зробити висновок, що теорія Айнштайна працює і в таких екстремальних ситуаціях. Одним словом, дядько Альберт може собою пишатися!

Таким чином, ані експерименти з Великим Адронним Колайдером, ані гравітаційні хвилі, не виявили нових неочікуваних ефектів на фундаментальному рівні. Всі процеси у Всесвіті, які ми маємо можливість бачити, чудово описуються двома теоріями: Стандартною моделлю та Загальною теорією відносности. Лишається лише дві глобальних проблемки: як ці дві теорії обʼєднати в одну і чому Всесвіт поводиться так, наче в нього напхано достобіса всякої чорної матерії та енергії, яких ми не бачимо в експериментах.

Тут доречно буде згадати, що така ситуція в фізиці вже була — наприкінці XIX століття, коли здавалося, що все добре описується законами механіки, після чого вже на початку XX століття було відкрито дуже багато цікавого. Тому, якщо припустити, що людство має майбутнє, цілком можливо, що на нас чекає відкриття нових напрямків у фізиці. Але це лише припущення, звісно.

Нема коментарів

Дописати коментар