31. Гравитационные волны

    Коллаборация LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) 14 сентября 2015 г. впервые зарегистрировала гравитационные волны. Гравитационные волны образовались в результате слияния двух черных дыр массой 29 и 36 масс Солнца. В результате образовалась черная дыра массой 62 массы Солнца. Энергия эквивалентная 3 массам Солнца превратилась в гравитационные волны. Это событие произошло 1,3 млрд. лет назад, столько времени гравитационным волнам потребовалось, чтобы достичь Земли.
    Второе событие слияние двух черных дыр массой 14 и 8 масс Солнца было зарегистрировано детектором LIGO 26 декабря 2015 г. При этом в виде гравитационных волн была выделена энергия эквивалентная одной солнечной массе. Слияние двух черных дыр произошло 1.4 млрд. лет назад.
    Детектор LIGO представляет собой две идентичные установки, расположенные в Ливингстоне (штат Луизиана, США) и Хенфорде (штат Калифорния, США) на расстоянии свыше 3000 км друг от друга. С помощью интерферометра Фабри-Перо были обнаружены относительные колебания
~10^–19 м двух пробных масс, разнесенных на расстояние 4 км. Схема интерферометра показана на
рис. 58, 59.

Рис. 58. Гравитационный интерферометр.

    Гравитационные волны, предсказанные на основе общей теории относительности А. Эйнштейном (1915 г.), представляют собой колебания пространства-времени. Согласно общей теории относительности тяготение между массивными телами проявляется в результате изменения формы (кривизны) пространства-времени, которое создает материя. Косвенные подтверждения существования гравитационных волн были получены ранее. В 1993 г. Р. Холсу и Дж. Тейлору была присуждена Нобелевская премия по физике за обнаружение пульсаров нового типа (в двойных системах), открывшее новые возможности в изучении тяготения. В частности, было обнаружено изменения частоты излучения в результате замедления вращения, так как черные дыры приближались друг к другу.
    Таким образом, наряду с телескопами, работающими в оптическом диапазоне, радиотелескопами, рентгеновскими и гамма-обсерваториями, нейтринными телескопами, детекторами космического излучения человек получил ещё один канал исследования Вселенной. Гравитационные волны открывают дополнительные возможности проверки различных космологических моделей.

Рис. 59. Интерферометр LIGO.