Нобелевская премия по физике присуждена за изучение гравитационных волн

Лауреатами Нобелевской премии по физике стали ученые из Массачусетского и Калифорнийского технологических университетов, которые внесли «решающий вклад в наблюдение за гравитационными волнами» Райнер Вайсс, Кип Торн и Барри Бэриш. Как объяснили “Ъ” специалисты, гравитационные волны стали новым и точным источником получения информации о космосе и Вселенной.

Нобелевский комитет присудил Нобелевскую премию по физике с формулировкой за «решающий вклад в детектор LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория.— “Ъ”) и наблюдение за гравитационными волнами». Половину награды получит Райнер Вайсс из Массачусетского технологического института, вторую половину разделят Кип Торн и Барри Бэриш из Калифорнийского технологического института.

Впервые гравитационные волны были зарегистрированы 14 сентября 2015 года. «Волны, существование которых предсказал Альберт Эйнштейн сто лет назад, были от столкновения двух черных дыр. Чтобы достичь детектора LIGO в США, им понадобилось 1,3 млрд лет»,— говорится в релизе Нобелевского комитета. «Гравитационные волны являются прямым свидетельством искажений пространства и времени,— отмечают в комитете.— Это нечто совершенно новое, это то, что открывает невиданный мир».

Напомним, проект обсерватории LIGO предложили Райнер Вайсс, Кип Торн, а также Рональд Древер из Калифорнийского технологического института, скончавшийся в 2017 году. Основной задачей было обнаружить гравитационные волны космического происхождения. Сейчас в проекте участвуют около 900 ученых из почти 20 стран мира.

«Это одна из самых знаменательных Нобелевских премий за последние годы, ее ждали почти сто лет,— рассказал “Ъ” российский физик, профессор МГУ Михаил Городецкий.— Это результат огромных усилий очень большого количества людей, международного коллектива коллаборации LIGO, где работают и две российские группы — из Московского государственного университета и Нижегородского института прикладной физики». По его словом, «это открытие фундаментального значения, которое выходит сейчас на новый уровень»: «Оно превращает гравитационные волны в новый источник информации о космосе, о Вселенной. Мы приобрели уши, с помощью которых можем слушать звучание Вселенной в новом диапазоне.

То есть теперь мы говорим о многоисточниковой астрономии, когда ученые узнают все с помощью не только оптических, рентгеновских или радионаблюдений».

Господин Городецкий объяснил “Ъ”, что согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна под действием гравитационных волн любой предмет сжимается и разжимается с периодичностью несколько раз в секунду: «Но этот эффект очень слабый, никакими приборами и органами чувств он не ощущается. Поэтому для того, чтобы его обнаружить, строятся огромные гравитационные обсерватории длиной 4 км каждая». Сейчас работает три таких антенны по обнаружению гравитационных волн, и аналогичные проекты начинают реализовываться в Японии, Индии и Китае.

«Гравитационные волны позволяют практически прямым образом обнаружить, где находятся черные дыры, до этого мы знали о них только косвенно, отслеживая вещество, которое вращается вокруг них, это было неточное знание,— сказал Михаил Городецкий.— Сейчас же на основе теории относительности исходя из видов гравитационных волн можно точно сказать, какое событие происходит: такие-то две черные дыры с такой массой, с таким направлением вращения». Ученый отметил, что благодаря открытию гравитационных волн «мы сможем продвинуться дальше, глубже в понимании физики»: «Возможно, появятся какие-то новые физические эффекты, например эффекты квантовой гравитации, которые пока нам неизвестны и не описываются существующими уравнениями и законами».

По словам Михаила Городецкого, изначально планировалось, что детекторы будут регистрировать нейтронные звезды. «Но оказалось, что эффект от черных дыр сильнее, я думаю, что это событие — регистрация нейтронных звезд — не заставит себя ждать, скоро мы об этом узнаем»,— говорит ученый.

«Кип Торн — большой друг нашей группы в МГУ и России,— рассказал физик.— Он очень часто и регулярно приезжал в Россию, а в этом году даже проехал по Транссибирской магистрали. Это действительно выдающийся ученый. Широкой общественности он известен как автор первого сценария фильма "Интерстеллар"». Михаил Городецкий также напомнил, что московскую группу научной коллаборации LIGO создал и до последнего времени возглавлял член-корреспондент РАН Владимир Брагинский (скончался в 2016 году) — один из пионеров гравитационно-волновых исследований в мире.

Как сообщили в МГУ, группа университета участвует в проекте LIGO с 1992 года: «Теоретические и экспериментальные исследования российских ученых нашли свое воплощение при создании детекторов, позволивших непосредственно наблюдать гравитационные волны от слияния двух черных дыр». Сейчас коллектив научной группы МГУ участвует в разработке гравитационно-волновых детекторов следующего поколения, которые «обеспечат значительное увеличение их чувствительности, что позволит практически ежедневно обнаруживать гравитационно-волновые сигналы».

Валерия Мишина