Гравитационные волны

Одним из явлений, связанных с эластичностью пространства, являются гравитационные волны — небольшие изменения кривиз­ны пространства, распространяющиеся со скоростью света. Хотя американский физик Джозеф Вебер (1919-2000) еще в 1967 году утверждал, что открыл гравитационные волны, в действительности до сих пор нет прямого подтверждения их обнаружения.

На протяжении многих лет Вебер был единственным исследо­вателем в этой области. Его детектор представлял собой 1,5тонный алюминиевый цилиндр, подвешенный в вакуумном контейнере, изолированный от внешних воздействий, насколько это было воз­можно. Когда гравитационная волна пронизывает цилиндр, он начинает колебаться с характерной для него частотой.

Амплитуда колебаний должна быть очень маленькой, не более ю’5 см, или 196 диаметра протона. Понятно, что очень трудно измерить такое кро­хотное расстояние. Более того, любые происходящие поблизости вибрации — от проходящего транспорта до землетрясения — тоже могут заставить цилиндр колебаться. Поскольку никто другой не смог обнаружить гравитационные волны, считается, что колеба­ния Вебера были вызваны внешними толчками. Тем не менее ожи­даемый эффект от этой пространственной ряби настолько мал. что наша неспособность обнаружить гравитационные волны вовсе не означает, что их не существует.

В новом типе детектора лазер измеряет расстояние между сво­бодно подвешенными массами (зеркалами). Антенна ЫСО (лазер­ная интерферометрическая гравитационная обсерватория) в США состоит из двух таких детекторов, разделенных расстоянием в юоо км. В отличие от локальных «шумов» каждого детектора, истинные гравитационные волны, проходящие через Землю, будут отмечены обоими детекторами (15.9). Похожая гранитационноволновая обсерватория VI КС О действует в Италии,

К настоящему времени уже получены косвенные доказательства существования гравитационных волн. Двойная нейтронная звезда РЗК. 1913+16, судя по всему, излучает гравитационные волны. На­блюдения за движением звезд показывают, что эта двойная система теряет энергию, и ничем другим кроме излучения гравитационных волн это объяснить нельзя. Темп потери энергии хорошо согласу­ется с прогнозом общей теории относительности. Это совпадение рассматривают как подтверждение существования гравитационны волн, хотя излучение РЗК 1913+16 прямо не удается измерить гравитационноволновыми антеннами.

Перспективным объектом для прямого наблюдения считается двойная черная дыра в квазаре 0Л287, которую мы обсудим ниже. Это далекий внегалактический объект, причем один из компонен­тов этой системы массивнее обычной звезды в юшраз. Скорость по­тери энергии этой двойной системой недавно была подтверждена международной группой исследователей под руководством астро­номов обсерватории Туорла (Финляндия). Подтверждение удалось получить 13 сентября 2007 года, в тот драматический момент, ког­да 03 287 внезапно усилил свой блеск до уровня светимости ю ооо млрд Солнц. Следующее поколение гравитационноволновых ан­тенн должно быть способно подтвердить излучение гравитацион­ных волн квазаром ОЛ 287. Новое важное окно во Вселенную готово распахнуться.