"Сможем быстро путешествовать в космосе". Что такое гравитационные волны, за которые дали Нобеля

[Crescent]

"Сможем быстро путешествовать в космосе". Что такое гравитационные волны, за которые дали Нобеля

Сегодня присудили Нобелевскую премию по физике. Её разделили трое американских учёных – Райнер Вайс, Кип Торн и Бэрри Бариш. Они разработали детектор гравитационных волн и доказали, что эти волны (о чем писал еще Эйнштейн) существуют, они даже измерили их.

Например, когда мы бросаем в воду камень, от него по поверхности расходятся волны. Примерно так же – только в пространстве, точнее, по пространству-времени – бегут гравитационные волны. Сила гравитации по сравнению с другими силами очень слабая.

Была построена специальная детектор-обсерватория, которой удалось зафиксировать слияние двух черных дыр массой в десятки Солнц в миллиарде световых лет от Земли. Это слияние даже можно услышать.

Гравитационные волны могут менять размеры пространства и физических объектов. Так, при помощи лазера исследователи измеряли длину четырехкилометровых тоннелей – под влиянием гравитационных волн они уменьшались и увеличивались. Длина изменялась примерно в пределах одного протона.

О том, почему Нобелевскую премию дали за эксперимент, проведенный всего год назад, Настоящему Времени рассказал доктор физико-математических наук, сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга Сергей Попов.

— Премию удивительно быстро дали. Во многом, наверное, это заслуга коллаборации LIGO, потому что они очень серьезно работали над надежностью своих результатов, не спешили с их обнародованием – иначе они могли бы еще в прошлом году, наверное, рассчитывать на премию. Но вот они в хорошем смысле очень консервативно подошли к этому вопросу, и поэтому никаких сомнений в надежности результата ни у кого не было.

— Вообще это интересно – жизнь ученого. Знаете, Сергей, вы когда-нибудь думали об этом: от задумки провести эксперимент до премии, да и практически до эксперимента – 37 лет, почти вся жизнь ученого? Нет, я не прав?

— Да, вы совершенно правы.

— Ой, извините, я неправ, в 70-х годах, то есть 47 лет.

— Строго говоря, даже с конца 60-х начались попытки регистрации, и автор первых экспериментов Вебер уже умер, LIGO начали делать с начала 90-х, поэтому действительно это длинный срок.

Два года назад, как раз прямо перед регистрацией гравитационных волн, мы с режиссером Дмитрием Завильгельским сделали фильм "В ожидании волн и частиц". Он целиком посвящен научным задачам, которые отнимают целую жизнь – то есть люди могут всю жизнь искать гравитационные волны, какие-нибудь аксионы, монополи, и так ничего и не найти. Действительно есть люди, которые потратили жизнь на эти поиски, и на протяжении своей жизни просто не успели это обнаружить.

— Их эксперимент, я сегодня читал – это очень просто эксперимент, его можно… нет, его очень сложно сделать, наверное, но объяснить его простыми словами ужасно легко: полетел луч лазера в одну сторону, вернулся, изменилась его длина, так мы узнали, что пространство сморщивается, и новое правило устройства нашей Вселенной. А зачем мы это узнали?

— Во-первых, это интересно.

— Это да.

— И это очень существенная мотивация. То есть мы хотим узнать, как устроен мир, но и опыт последних 400 лет показывает нам, что чем лучше мы узнаем, как устроен мир, тем лучше мы можем им манипулировать.

У развития науки есть своя логика, и если вы хотите все время новые модели смартфонов, то, удивительным образом, надо развивать и фундаментальную физику, и, скорее всего, не только физику. Чуть утрируя: если хотите новые виды йогуртов, нужно биотехнологии развивать, а, значит, нужно развивать биологию. И предсказать в этом смысле, что понадобится, что нет – довольно трудно. То есть не каждое действие к чему-то приводит.

Представьте футбольный матч. Очень часто самым полезным игроком матча оказывается не тот, кто забил. Матч закончился 0:1, люди 90 минут бегали по полю и непонятно чем занимались, делали очень много разных действий, а забили всего один раз. Но ради этого они и делали все эти действия. То есть в этом смысле развитие науки во многом похоже на это.

— Но у меня фантастические теории в голове, и мне же хочется, чтобы вы рассказали, что мы полетим, не полетим. Все время подсознательно мальчишка внутри меня ждет, что сейчас вы расскажете: ну если мы еще немного поработаем, то вы полетите на Альфа Центавра. Это ведь не про это, да?

— Это, по всей видимости, не про это. Но, с другой стороны, у одного из лауреатов сегодняшних, у Кипа Торна, есть фильм, но, как известно, книга всегда лучше. Есть книга "Интерстеллар. Наука за кадром", где много всего разобрано и по науке, и по каким-то гипотезам более фантастическим, менее фантастическим. Я думаю, что там все собрано, ничего нового я не придумаю.

Действительно изучение свойств гравитации может привести в итоге к каким-то открытиям, которые позволят нам путешествовать в какие-то очень далекие точки космического пространства за короткое время. Но сейчас, конечно, никакого технологического плана по этому поводу нет и быть не может. Пока мы изучаем, как все это работает, и, может быть, сможем использовать. А, может быть, и не сможем.

— У вас есть представление о том, кто достоин Нобелевской премии следующей, или кто мог ее получить в этом году, если бы немножко по-другому легли карты?

— Уже лет 15 у меня устоялся ответ на этот вопрос. Люди, которые внесли основополагающий вклад в первые эксперименты по квантовой телепортации, так и не получили пока свою премию.

— Квантовая телепортация, хотя вот только сейчас им удался, по-моему, самый длинный переход, отправка кванта.

— Да, через космос удалось это сделать. Но вот они так и не получили. С другой стороны, другой замечательный пример, который мне недавно напомнили коллеги: теоретики за бозон Хиггса получили премию, а экспериментаторы, которые его открыли, так и не получили. То есть большой адронный коллайдер еще свою премию не получил, и, в общем-то, они тоже, я думаю, ее ждут.