Сегодня в Стокгольме будет объявлен лауреат Нобелевской премии по физике. Фаворитами специалисты в один голос называют группу учёных, которые в этом году объявили об обнаружении гравитационных волн: Рональд Дрейвер, Райнер Вайсс, Барри Бариш и Кип Торн. Открытие, которое совершили ученые, получило широкую огласку в СМИ.

Действительно, «регистрация гравитационных волн» − это громкий заголовок. Как известно, все в нашей Вселенной основано на 4-х базовых взаимодействиях: сильном, слабом, электромагнитном и гравитационном. Первые три − достаточно хорошо изучены. А вот о гравитации кроме того, что она существует, мы не знаем практически ничего. Даже зафиксировать приборами до последнего времени её не удавалось.

Существование гравитационных волн было предсказано еще Альбертом Эйнштейном. Они могут образовываться, например, при слиянии чёрных дыр, и свободно перемещаются в пространстве со скоростью света. Это − геометрические волны, то есть они деформируют само пространство. Правда, деформируют очень слабо: самые мощные − лишь на одну десятитысячную размера атома водорода. Засечь их долгое время не удавалось, так как не существовало достаточно точных измерительных приборов.

Создать такой и удалось группе ученых из США. Они построили LIGO − систему специализированных обсерваторий. Каждая из них сама по себе является циклопическим сооружением. Основу составляют две 4-километровых трубы, тянущихся в две стороны под углом 90°. Внутри − вакуум. По сути своей обсерватории − это интерферометры.

Вот как это работает: мощный лазер расщепляется на два луча, каждый из которых оказывается направлен в «плечи» сооружения. Там лучи несколько сотен раз отражаются от специальных зеркал (это нужно для повышения точности), а затем вновь сходятся и попадают на светочувствительный элемент. В рабочем режиме оба плеча абсолютно симметричны: все рассчитано так, чтобы лучи в конце пути взаимно гасили друг друга, и датчик ничего не фиксировал. Но когда земля оказывается в зоне гравитационной волны, она меняет длины плеч: одно становится длиннее, а второе − короче.

Идеальный баланс нарушается, и на светочувствительный элемент попадает лазерный луч. Для того, чтобы зафиксированный всплеск не мог быть списан на помехи, обсерватории построили две − в разных частях США, в городах Ливингстон и Хэмфорд. Их разделяют 3 тысячи километров. Такое расстояние свет пролетает за 10 миллисекунд. А значит, при прохождении гравитационной волны ее зафиксируют сразу оба сооружения, с небольшой разницей во времени. В случае с той самой волной, за которую ученые могут получить Нобелевскую премию, разница составила чуть меньше 7 миллисекунд. А её источник находился где-то в созвездии Золотой Рыбки.

Конечно, обнаружение гравитационных волн в ближайшие годы вряд ли изменит нашу жизнь − слишком уж они слабые. Однако, благодаря им, у исследователей появилась еще одна возможность наблюдать за Вселенной и изучать её. Кроме того, сам факт открытия подтверждает многие физические теории и дает возможность чуть ближе подойти к разгадке тайны гравитации.

Коллеги-физики без боя отдавать награду не собираются − эксперты утверждают, что шансы на премию имеют также Сельсо Гребоджи, Эдвард Отт и Джеймса Йорк за вклад в развитие теории управления хаотических систем. А также Марвин Коэн, автор исследований свойств твёрдых тел и эмпирического метода псевдопотенциала, позволяющего вычислять атомную структуру и свойства материалов.