«Открытие» гравитационных волн: что это значит?

Участники коллаборации американской обсерватории LIGO объявили об обнаружении (то есть, подтвердили существование, а не «открыли») гравитационных волн. 12 сентября 2015 года был получен сигнал, свидетельствующий о том, что на расстоянии 1,3 млрд световых лет от Земли произошло слияние двух черных дыр.

Существование гравитационных волн было предсказано Общей Теорией Относительности еще около 100 лет назад, однако до сих пор оно не было доказано. До момента открытия гравитационные волны оставались единственным не открытым элементом паззла в теории. Все остальные предположения и условности были доказаны.

Ну и теперь мы точно знаем, что чёрные дыры существуют.

Это возмущения пространства-времени, которые перемещаются со скоростью света. В целом они похожи на электромагнитные волны и возникают при взаимодействии двух объектов огромных масс (например, нейтронных звёзд или чёрных дыр). Наглядно всё показано на анимации ниже:

Под «возмущениями» подразумевается в буквальном смысле колебание пространства-времени. Что-то похожее происходит, например, с водой, если бросить в неё камень.

В случае с гравитацией, под воздействием волн пространство расширяется в одном направлении и сужается в другом (перпендикулярно первому):

Довольно просто. В США в двух обсерваториях LIGO были установлены специальные датчики. Именно два — дабы исключить ложные обнаружения: чтоб открытие состоялось, необходимо было подтверждение информации от обеих обсерваторий. Именно это и произошло.

А дальше — новые границы в изучении Вселенной. Теперь, например, мы можем фиксировать взаимодействие массивных объектов по исходящим волнам (ученые уже озвучили планы по строительству новых детекторов).

Данное открытие повлияет не только на космологию (а теперь мы сможем изучать прошлое Вселенной, настолько далёкое, что остальные способы уже не позволяли этого делать), но и на фундаментальную физику. Так что пристегните ремни!

Очень хорошо тема раскрыта в материалах на Постнауке. В частности, советуем почитать вот эту статью. Наши коллеги из N+1 тоже посвятили гравитационным волнам несколько материалов.

Ну а посмотреть стоит видео Сергея Попова на всё той же ПостНауке: