Валерий Жданов про гравитационные волны

То, что гравитационные волны есть, для теоретиков не вопрос. Вопрос в том, чтобы убедить в этом абсолютно всех, для чего ставятся многие эксперименты. Есть такие радиоинтерферометры со сверхдлинной базой, которые дают возможность изучать небесные источники, строить системы отсчета, построенные на удаленных источниках и, чтобы правильно получить результат, нужно учитывать общую теорию относительности. Она уже вошла в практику. Там речь идет об эффектах, которые давно проверены, а что касается гравитационных волн, то эта проблема существовала достаточно давно. Результат открытия, о котором мы недавно услышали, был опубликован Physical Review Letters – это результат колоссальных усилий, которые длились, примерно, лет пятьдесят.

Был 1969 год. Известный ученый Йозеф Вебер построил детектор гравитационных волн, который в результате его измерений якобы показал, что есть сигналы идущие в центр галактики. Потом этот результат не подтвердился, потому что чувствительность антенн была очень низкой. Для того, чтобы эти антенны сработали, сигнал должен был быть настолько большой, что какие-то катастрофы происходили бы в центре галактики. Таких катастроф не наблюдалось.

Что такое гравитационная антенна? Когда идет гравитационная волна, она искривляет пространство, но, теоретически, увидеть результат очень просто. Нужно иметь две массы и мерять расстояние между ними. При приближении гравитационной волны, эти массы будут колебаться, но это только теория. Для того, чтобы зарегистрировать этот сигнал, нужно иметь потрясающую точность измерения расстояния между двумя массами. Массы колеблются, но есть очень много причин, почему они могут колебаться. Когда разобрались, в чем была причина тех сигналов, сошлись на том, что это некие эффекты, связанные с изменениями магнитного поля, которые совершенно не связаны с гравитацией. Хотя Вебер на самом деле не сделал этого открытия, но импульс был и достаточно сильный. Поэтому стали проверять результаты во многих странах, даже здесь в Киеве, в подвале, рядом с Институтом теоретической физики, была такая антенна. Я тогда только-только окончил университет, и мы дежурили там по месяцу. Как и в других случаях сигналов, результата, который можно было бы интерпретировать как сигнал этого поля, не было. Это все оказалось фейком.

По сравнению с теми простыми антеннами, которые строили пятьдесят лет назад, сейчас это очень дорогостоящие установки – на миллионы долларов. Спросите, зачем это надо? Есть чисто научный интерес, потому что гравитация – это фундаментальное взаимодействие. Оттого, насколько хорошо мы знаем фундаментальные взаимодействия, зависит наше понимание природы в целом.

Для того, чтоб было нормальное общество, должно быть нормальное образование, чтобы было нормальное образование, должна быть нормальная наука. А чтобы нормальная наука развивалась, нужно делать какие-то открытия, что-то проверять, ведь значительная часть науки – это проверки. С одной стороны, это чисто научный интерес. С другой – гравитационно-волновая астрономия будет развиваться, если делать эти наблюдения. Первые наблюдения показали, что есть сигнал, источником которого является слияние дух черных дыр с массой тридцати масс Солнца. Это наблюдение тоже сделано впервые. В теории знали, что черные дыры в двойных системах должны сливаться. Они сталкиваются, крутятся вокруг друг друга и, в конце концов, сталкиваются. При этом происходит излучение гравитационных волн и энергия, если массу перевести в энергию, которая соответствует зарегистрированному сигналу – это, примерно, три массы Солнца. Три массы Солнца – это формула Эйнштейна mc2. Представьте, что где-то произошла такая космическая катастрофа. К нашему счастью, в обозримое время в нашей галактике такого не предвидится. Это событие произошло на расстоянии от 200 до 600 мегапарсек. Мегапарсек – это расстояние, которое свет проходит за три года, расстояние миллионов лет. Это Бог знает когда произошло и все сотни миллионов лет этот сигнал шел к нам. Еще людей не было на Земле, но уже это событие состоялось.

Гравитационные волны идут, их ничто не экранирует, в отличие от электромагнитных. Мы получаем такой источник информации, который говорит нам о каких-то процессах. Скажем, есть теоретические расчеты формы сигнала, который регистрируется, и он дает возможность посмотреть, какие там модели. Например, при столкновении двух черных дыр становиться ясно, что они делали до этого – крутились друг вокруг друга или просто было лобовое соударение. При разных формах сигналов используются разные шаблоны, с помощью которых, при теоретических расчетах, можно сказать, что описывает сигнал. К примеру, что там была двойная система с двумя черными дырами, они столкнулись, и получился мощный всплеск гравитационного излучения. Это совершенно новый тип астрономических наблюдений.