В астрономии наступила новая эра

Детекторам Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), расположенным в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон (США), уже во второй раз удалось зафиксировать гравитационные волны, возникшие в результате столкновения двух черных дыр. Это является началом новой эры в науке астрономии, заявили ученые.

Эйнштейн, ты прав!

Коллаборация LIGO была создана в 1980 году по инициативе американских физиков Кипа Торна и Рональда Дривера и финансируется Национальным научным фондом США. Стоимость установок составляет около 370 миллионов долларов. В проекте участвуют более тысячи исследователей из 15 стран, в том числе сотрудники физического факультета МГУ и Института прикладной физики Российской академии наук (Нижний Новгород).

Впервые "рябь пространства-времени" была обнаружена 14 сентября прошлого года, а данные обработаны 11 февраля этого года. Гравитационно-волновое возмущение было порождено парой черных дыр, одна из которых в 29, а другая в 36 раз тяжелее Солнца. Они слились в массивный гравитационный объект с массой, превышающей солнечную в 62 раза. Случилось это 1,3 миллиарда лет назад.

Открытие стало подтверждением гипотезы, сформулированной Альбертом Эйнштейном в 1915 году в рамках общей теории относительности. Физик предположил существование гравитационных волн, создающих "рябь" в системе пространства-времени. Именно гравитационными колебаниями он объяснял эффект изменения орбиты Меркурия, обнаруженный в 1859 году французским астрономом Урбеном Леверье. Альберт Эйнштейн же заявил, что масса Солнца искривляет пространство-время, а поскольку Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, то его орбита и колеблется, оказавшись в зоне "искривления". Также великий ученый считал, что искривляющееся пространство-время представляет собой линзу, способную "изгибать" звездный свет. Позднее это подтвердил британский астроном Артур Эддингтон, который, делая снимки солнечного затмения, обнаружил, что световое излучение отдельных звезд из скопления Гиады под влиянием Солнца сдвинулось примерно на одну двухтысячную долю градуса.

Повторный сигнал

И вот все подтвердилось на практике! Второй сигнал детекторы уловили еще 26 декабря прошлого года, но данные по нему были обработаны только сейчас.

Если первый зарегистрированный сигнал был четким, то второй оказался гораздо слабее, но все же специальная методика позволила его "отфильтровать". Как и в прошлый раз, исследователи пришли к заключению, что гравитационную "рябь" породило столкновение двух черных дыр, масса одной из которых в 14, а другой — в восемь раз больше солнечной. В последние секунды их слияния выплеснулось количество энергии, эквивалентное примерно одной солнечной массе, и образовалась одна массивная вращающаяся черная дыра, масса которой в 21 раз превышает массу Солнца. Событие приключилось около 1,4 миллиарда лет назад, но волны, как это водится в космосе, дошли до нас лишь сейчас…

По словам экспертов, сигнал был зарегистрирован на последних 27 оборотах перед слиянием черных дыр. Детектор в Ливингстоне зафиксировал это событие на 1,1 миллисекунды раньше, чем хэнфордский. Это позволяет приблизительно оценить расположение источника волн на небосклоне.

Появление волн можно будет предсказать

Подробности открытия были опубликованы в журнале Physical Review Letters. "Важно то, что второй сигнал был порожден черными дырами с относительно небольшими массами, что гораздо лучше соответствует предсказаниям астрофизиков, — прокомментировал профессор физфака МГУ Фарид Халили. — Теперь мы можем быть более уверены в том, что первое событие не было редчайшим исключением".

"Повторное обнаружение гравитационных волн дает мощный импульс для создания по всему миру гравитационно-волновых детекторов нового поколения для дальнейшего исследования манящей Вселенной", — считает доцент МГУ Сергей Стрыгин.

Специалисты надеются, что полученные данные позволят спрогнозировать частоту обнаружения гравитационных волн в будущем. Планируется продолжить наблюдения осенью нынешнего года, когда будет запущена обсерватория Advanced LIGO, детекторы которой вдвое чувствительнее, чем у LIGO. Кроме того, к концу осени к работе коллаборации LIGO присоединится европейская обсерватория Virgo.