Пряме підтвердження існування гравітаційних хвиль

Вчені оголосили про виявлення первинних гравітаційних хвиль, що виникли після Великого вибуху 13,8 мільярда років тому і підтвердження того, що Всесвіт дійсно розширюється з прискоренням, після вивчення даних, зібраних двометровим телескопа на південному полюсі Землі. На думку ряду експертів, автори відкриття можуть претендувати на Нобелівську премію.

Раніше Смітсоніанський центр астрофізики в Гарварді призначив на понеділок прес-конференцію, присвячену якомусь великому відкриттю, пов’язаного з дослідженням B-моди поляризації космічного мікрохвильового фону («відлуння» Великого вибуху) — її параметри визначаються первинними гравітаційними хвилями. Цей тип поляризації поки не вдавалося виявити.

Багато фізики заявили, що

це відкриття буде цілком гідно Нобелівської премії. Прес-конференція призначена на 20.00 мск, однак багато ЗМІ, керуючись цим повідомленням, вже опублікували припущення, що мова йде про експериментальному підтвердженні теорії інфляції та виявленні слідів первинних гравітаційних хвиль.

На користь цього припущення говорить і те, що на прес-конференцію запрошені фізики-теоретики Алан Гут (Alan Guth) і Андрій Лінде — одні з авторів теорії інфляції.

Схожа ситуація була в Церні, коли на семінар, де було оголошено про відкриття бозона Хіггса, був запрошений сам Пітер Хіггс і ще один провісник існування цієї частинки Франсуа Енглер.

У призначену годину Ковач та його колеги по колаборації BICEP2 оголосили про виявлення гравітаційних хвиль і підтвердження того, що Всесвіт дійсно розширюється з прискоренням, після вивчення даних, зібраних двометровим телескопа на південному полюсі Землі. В рамках багаторічних спостережень астрофізики намагалися «спіймати» мікрохвильове відлуння Великого Вибуху і виміряти його поляризацію , в який бік і як «закручене» це випромінювання.

І ось що заявив Джон Ковач з Гарвард-Смітсоніанського астрофізичного центру в Кембриджі (США) на прес-конференції в понеділок:

«Виявлення цього сигналу було однією з найважливіших завдань сучасної космології. Ми вклали багато зусиль для того, щоб досягти цієї точки. Південний полюс — це та точка Землі, де ми можемо “напряму» дивитися на космос і при цьому залишатися на поверхні планети. Тут майже немає парів води і пилу, що створює ідеальні умови для спостереження за слабким мікрохвильовим «луною» Великого Вибуху”.

Як пояснюють астрономи, поляризація мікрохвильового фону Всесвіту повинна підказати нам, існували гравітаційні хвилі в перші секунди після народження Всесвіту, а також допоможе визначити багато деталі того, як відбувалося розширення Всесвіту і вирахувати «потужність» цього процесу.

За словами вчених,

зусилля BICEP2 окупилися несподівано швидко — поляризація «відлуння» Великого Вибуху виявилася несподівано сильною і добре помітною для антарктичного телескопа.

Наступні три роки здивовані вчені провели у повторних спостереженнях для перевірки одержаних даних спостережень та результатів обчислень. Як зазначили учасники прес-конференції,

«ми шукали голку в стозі сіна, а знайшли цілий ломик».

Про гравітаційних хвилях

Гравітаційні хвилі залишаються останнім непідтвердженими проявом Загальної теорії відносності. Суть їх полягає в обуренні гравітаційного поля простору («рябі простору-часу»), порождаемом прискореним рухом масивних тел. Незважаючи на те що є непрямі підтвердження їх існування, наприклад зближення близьких подвійних зірок за рахунок випромінювання гравітаційних хвиль, з-за надзвичайної слабкості вони досі не зареєстровані безпосередньо.

Однак куди більше астрономи мріють зафіксувати так звані первинні гравітаційні хвилі — відгомін Великого вибуху, які, як вважається, при народженні Всесвіту повинні були пронизати весь простір. Протягом останніх десятиліть астрофізики вважали, що

ця брижі внесла свої відбитки в структуру Реліктового випромінювання — мікрохвильового фону, що пронизує весь простір і має температуру 2,7 кельвіна.

Виявлення первинних гравітаційних хвиль стане потужним доказом теорії інфляції, що описує процеси, що відбувалася в ранній Всесвіту,

коли її вік становив лише 10-34 секунди, а сама Всесвіт стрімко розширювалася.

Космологи про відкриття

«Якщо в понеділок вони оголосять про первинних гравітаційних хвилях, їм складно буде мене переконати. Але якщо у них буде надійне підтвердження… О, Ісусе! Я буду гуляти весь тиждень! — сказала Хіранья Пейрис, космолог з Університетського коледжу Лондона. — Їх називають Священним Граалем космології. Це буде дійсно велике відкриття».

Судячи з подробиць, які вдалося дізнатися «Газете.Ru», схоже, привід гуляти у британського космолога все-таки буде.

Відкриття було зроблено на телескоп BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), який встановлений на американській станції ” Амундсен-Скотт на Південному полюсі. Завдання телескопа – вимірювання поляризації мікрохвильового фону, параметра, в якому, як вважають вчені, і «зашиті» ледь вловимі відгомін Великого вибуху.

Телескоп складається зі ста детекторів, які сканують небо на частотах 100 і 150 гігагерц з кутовим дозволом 1,0°, і 0,7°.

Раніше вчені бачили так звану Е-моду поляризації і ніяк не могли засікти B-моду, а саме вона є ознакою інфляції Всесвіту і залежить від щільності гравітаційних хвиль. Пошуком цієї моди на телескоп BICEP займається група вчених під керівництвом професора Джона Ковака.

«Колаборація зуміла отримати підтвердження теорії інфляції за результатами спостереження реліктового випромінювання і зробила це швидше, ніж велика колаборація телескоп Planck», — розповів «Газете.Ru» джерело, знайоме з результатами групи Ковака.

«Це не пряме спостереження гравітаційних хвиль, а непряме. Існування гравітаційних хвиль випливає з спостереження B-моди.

Але оскільки «гравітаційні хвилі» звучить більш інтригуюче, колаборація і вирішила подавати своє відкриття саме через гравітаційні хвилі, а не через нове підтвердження теорії інфляції», — додав він.

Багато астрономи пов’язують свої надії на відкриття гравітаційних хвиль експериментом LISA, який, щоправда, планується здійснити в 2034 році.

Вчені NASA і Європейського космічного агентства збираються запустити в космос гігантський інтерферометр, щоб безпосередньо засікти брижі простору по зсуву фази лазерного променя.

Виявлення ж гравітаційних хвиль через поляризацію мікрохвильового фону — надзвичайно складне завдання. Це пов’язано з тим, що фотони реліктового випромінювання, що досягають Землі, на своєму шляху пролітають тисячі галактик і скупчень галактик,

які виступають величезними лінзами і встигають помітно спотворити це випромінювання.

«Це як дивитися на світ через скло з бульбашками», — вважає астроном Дункан Хансон з канадського Університету Макгілла.

За його словами,

спотворення, що вносяться далекими об’єктами, повинні бути враховані досить переконливо, щоб хтось міг заявити про відкриття слідів гравітаційних вол. Досягнення цієї мети цілком може стати вершиною кар’єри для вченого.

«За відкриття гравітаційних хвиль можуть дати «Нобеля». Так, я б дав за це премію», — сказав він.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *