"Сигнал пришел на частоте человеческой речи". Астрофизик Сергей Попов - о том, что такое гравитационные волны

11 февраля стало известно, что ученым удалось зафиксировать гравитационные волны — искажение пространства-времени, предсказанное Альбертом Эйнштейном. Их существование доказано благодаря наблюдениям с помощью высокоточной аппаратуры — ученые записали сигнал слияния двух массивных черных дыр в миллиарде световых лет от Земли. Астрофизик и популяризатор науки Сергей Попов объяснил журналисту «Медузы» Константину Бенюмову, что такое гравитационные волны и как они бегут по пространству-времени."Сигнал пришел на частоте человеческой речи". Астрофизик Сергей Попов - о том, что такое гравитационные волны

— Что такое гравитационные волны?

— Начиная с общей теории относительности мы считаем, что гравитация связана с геометрией пространства-времени; современные теории гравитации — геометрические. В этих теориях геометрию пространства описывают метрикой: на плоскости это легко нарисовать — такой ковер, разлинованный в клеточку. Это плоское пространство. Мы можем его по-всякому изгибать, но лучше делать это не руками, а, например, массивными телами — любое тяжелое тело искажает пространство вокруг себя. Дальше — если это тяжелое тело будет ерзать, или, к примеру, два тяжелых тела будут крутиться вокруг общего центра звезды, то они будут периодически возмущать пространство, и по пространству побежит рябь. Вот это и есть гравитационные волны.

И когда они проходят какой-то кусочек, где мы живем, они возмущают пространство-время вокруг нас. Возмущают совсем слабо, потому что гравитация по сравнению с другими силами очень слабая. Измерить это трудно, но можно. И люди на протяжении последних 50 лет пытались это сделать. И вот, наконец, это получилось.

— То, что зафиксировать волны удалось именно сейчас, связано с появлением подходящей аппаратуры?

— Да, в первую очередь это аппаратура. Детектор LIGO, детектор VIRGO, который скоро начнет работать в Европе, — это совершенно потрясающие машины по точности измерений. До этого люди использовали более дешевые, более простые подходы. LIGO — это 25 лет труда, огромные суммы денег, потраченные, в первую очередь, на исследования, на создание новых технологий, на доведение этих технологий до ума и на изготовление этих потрясающе точных приборов.

— Черные дыры с этой историей связаны только потому, что это и есть массивные тела, искажающие пространство?

— Для того, чтобы получить сильный сигнал, нужно не просто массивное тело, а одновременно массивное и компактное. По сути, то, что происходит — это одна черная дыра падает на другую. В этот момент тяжелые тела взаимодействуют друг с другом и двигаются почти со скоростью света, поэтому много энергии испускается сразу, за очень короткий интервал времени. Поэтому LIGO и VIRGO специально создавали для фиксации сигналов от нейтронных звезд и черных дыр. Нейтронных звезд больше, и они сливаются чаще, но черные дыры массивнее — их видно с большого расстояния.

— Сколько пришлось наблюдать за черными дырами, чтобы обнаружить сливающуюся пару?

— В данном случае LIGO просто повезло. Практически как только они включились, они увидели сигнал — слияние двух очень массивных черных дыр. Сигнал очень сильно зависит от массы. В норме, в среднем черные дыры раза в три, а то и в четыре полегче, но в этом случае удалось увидеть сигнал с очень большого расстояния.

— По мере того, как сигнал проходит через пространство-время, он ослабевает? Если явление произошло в миллиарде световых лет от Земли, то до нас он должен добраться в едва уловимом виде?

— Естественно, и поэтому тоже важно, что удалось обнаружить две очень тяжелые черные дыры. В обычной ситуации детекторы будут видеть сигналы от слияния двух нейтронных звезд, которые находятся в пять или десять раз ближе к нам.

— Последний вопрос: почему сигнал зафиксирован в виде звука?

— Тут есть два момента. Во-первых, люди любят картинки и звуки. Поэтому многие сигналы — колебания звезд, еще какие-то — переводят в звуковую форму. Но здесь волею судеб сигнал на самом деле приходит на частоте, примерно соответствующей частоте нашей речи. Физически это явления разные, но частоты те же — килогерцы. Поэтому ученые решили, что это такой красивый ход. Нарисованный график, принятый в ходе опыта, говорит о форме гравитационно-волнового сигнала, о том, как волна колеблет зеркала в измерительном приборе. Но обычно люди хотят не просто загогулину увидеть, а получить какой-то мультимедийный контент.

Константин Бенюмов

Рига


commnetКомментарии

Пожалуйста, войдите / зарегистрируйтесь
или авторизируйтесь через любую соц. сеть, чтобы оставить комментарий.


Похожие новости
Физики точно измерили замедление времени, предсказанное Альбертом Эйнштейном 23 сент. 2014 г.

Физики точно измерили замедление времени, предсказанное Альбертом Эйнштейном

Нобелевский лауреат Теодор Хенш, вместе со своими коллегами-физиками смог таки доказать теорию, которую Альберт Эйнштейн выдвинул еще более века назад о о релятивистском замедлении времени.Согласно этой теории в движущемся теле физические процессы протекают...

дальше...

Альберт Эйнштейн: наука и религия 11 февр. 2014 г.

Альберт Эйнштейн: наука и религия

В течение прошлого и частично предыдущего столетия было широко принято считать, что между знанием и верой существует непреодолимое противоречие. Среди образованных людей превалировало мнение, что настало время, когда вера должна во всё большей степени...

дальше...

12-летняя цыганка по результатам теста IQ превзошла Стивена Хокинга и Альберта Эйнштейна 28 сент. 2015 г.

12-летняя цыганка по результатам теста IQ превзошла Стивена Хокинга и Альберта Эйнштейна

По статистике, средний результат теста IQ для взрослых людей составляет 100, а всё, что превышает 140 считается уже гениальностью. 12-летняя Николь Барр из британского Эссекса набрала 162 балла, оказавшись в числе одного процента умнейших людей планеты...

дальше...

Спустя сто лет теория гравитации Эйнштейна стала важнейшим делом физиков 09 июля 2015 г.

Спустя сто лет теория гравитации Эйнштейна стала важнейшим делом физиков

Немногие люди в этом мире хорошо ее понимают, но общая теория относительности принесла Эйнштейну славу и звание человека века по версии журнала Time. На конференции струнных теоретиков в Бангалоре на прошлой неделе, которую посетили звезды мира физики...

дальше...

Обсерватория LIGO возвращается к охоте за гравитационными волнами 01 дек. 2016 г.

Обсерватория LIGO возвращается к охоте за гравитационными волнами

Обсерватория LIGO вернулась к работе, но стала лучше. На этой неделе специалисты вновь начали использовать главного "охотника" за гравитационными волнами, который теперь стал более чувствительным к колебаниям полотна пространства-времени. Многие...

дальше...

Что будет, если в Солнечной системе появится черная дыра? 10 марта 2015 г.

Что будет, если в Солнечной системе появится черная дыра?

Мысленные эксперименты — отличная штука. Мы можем представить, что будет, если исчезнет Луна, и подозреваем, что наши предки видели сверхмассивную черную дыру Млечного Пути. Догадываемся, что Луна не всегда была мертвой и холодной, а на Марсе когда-то...

дальше...

Космическая загадка: учёные зафиксировали три сигнала из области возможного слияния чёрной дыры и нейтронной звезды 20 дек. 2019 г.

Космическая загадка: учёные зафиксировали три сигнала из области возможного слияния чёрной дыры и нейтронной звезды

Учёные практически одновременно зафиксировали три сигнала из одной области в космическом пространстве. Были зарегистрированы гравитационные волны, поэтому исследователям предположили, что речь идёт о слиянии чёрной дыры и нейтронной звезды. Однако чуть...

дальше...

Теория Эйнштейна в очередной раз оказалась верной 26 авг. 2014 г.

Теория Эйнштейна в очередной раз оказалась верной

Ученые подвергли теорию относительности Альберта Эйнштейна самой жесткой на сегодняшний день проверке в условиях реальной действительности. И она ее выдержала.Теория, которая была опубликована почти столетие назад, уже выдержала все испытания, которым...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 23 июня 2021 г.