РЕКЛАМАМир близок как никогда к пониманию истоков Вселенной: впервые нам удалось заглянуть за пелену, скрывающую от наблюдений Большой взрыв. Итак, что же мы теперь знаем о начале начал?
Эффект разорвавшейся бомбы произвело среди космологов объявление американских астрофизиков, работавших с инструментом BICEP2 на Южном полюсе. Впервые в истории они, похоже, нашли следы первичных гравитационных волн – подтверждение моментального расширения, инфляции Вселенной в первые моменты Большого взрыва.
Астрофизик Европейского космического агентства Пол Макнамара поясняет: “Они обнаружили следы первичных гравитационных волн. Это один из важнейших вопросов современной науки: имела ли место инфляция Вселенной и если да, то породила ли она гравитационные волны? Похоже, ответ будет утвердительным”. Существование гравитационных волн предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, однако обнаружить их до сих пор не удавалось.
Объявление BICEP2 лишь на несколько месяцев опередило ожидающуюся публикацию данных европейского спутника “Планк”, которые теперь смогут подтвердить или опровергнуть сенсацию. Научный руководитель миссии “Планк” Ян Таубер комментирует: “Новости, пришедшие с Южного полюса, нас очень удивили – не только команду “Планк”, но и всех специалистов в этой области. BICEP2 зарегистрировал неожиданно сильный поляризационный сигнал”.
Действительно ли то, что обнаружил BICEP2, является отпечатком Большого взрыва – или же неожиданная мощность сигнала говорит о влиянии помех – таких, как галактическая пыль?
Таубер пока отвечает уклончиво: “Конечно, каждая группа экспериментаторов хочет быть первой, так что нас это в каком-то смысле огорчает: если BICEP2 корректен и сигнал действительно такой сильный, то и наш Планк должен его зарегистрировать. Но я подчёркиваю слово “если”. Есть ещё много вопросов относительно данных BICEP2, и на эти вопросы следует ответить”.
Одни гравитационные волны возникли из квантовых флуктуаций при инфляции Вселенной, другие, более современные, – эхо космических катастроф – таких, как взаимные поглощения чёрных дыр. Поймать их пытаются на Европейской гравитационной обсерватории в Пизе. Ее директор Федерико Феррини показывает и рассказывает: “Рядом с нами – один из трёхкилометровых туннелей, которых у нас два. Они расположены под прямым углом, на концах у них – зеркала, и пучки света бегают внутри этих туннелей туда-сюда. Вся эта инфраструктура нужна для того, чтобы зарегистрировать гравитационные волны”.
Гравитационная волна, проходящая через Землю, должна теоретически изменить длину туннелей. Свету понадобится больше или меньше времени на преодоление его пути, и это изменение можно зарегистрировать интерферометром.
Такие усилия, брошенные на поиск слабейших гравитационных волн, объясняются тем, что из этих волн можно узнать о Вселенной то, чего нам не расскажет свет и прочее электромагнитное излучение. К нашей картине Вселенной словно бы добавится звук… Ученые объясняют: при столкновении нейтронных звёзд возникает гравитационная волна в том же диапазоне частот, в который входят звуковые волны, которые мы слышим. Получается, что записав гравитационную волну, её можно прослушать. Правда, чтобы уловить тончайшую вибрацию, зеркала в обсерватории должны быть абсолютно неподвижны. Что довольно сложно на нашей наполненной звуками планете.
Исследователи подчеркивают: важно записать именно сотрясения космоса, а не землетрясения, так что каждый компонент интерферометра должен быть абсолютно изолирован от колебаний земли.
Чтобы забыть о шуме планеты Земля, гравитационную обсерваторию нужно запустить в космос.
Через двадцать лет этого должна добиться миссия LISA, которая разнесёт зеркала в космосе гораздо шире, чем это можно сделать на Земле.
Пол Макнамара представляет этот проект: “LISA – это лазерный интерферометр для исследования гравитационных волн. Речь идёт о трёх спутниках, разделённых дистанцией в один миллион километров. Мы будем постоянно измерять расстояние между вершинами этого треугольника, как это делается на земных обсерваториях, и это позволит нам определить сигнал гравитационных волн”.
Три спутника, соединённых аккуратно наведённым лазерным лучом, будут следовать за Землёй на нужном расстоянии, чтобы свести гравитационные воздействия к минимуму.
Примечательно. что эта космическая инфраструктура станет самым крупным творением рук человеческих в истории!
До полномасштабной реализации проекта LISA пройдет еще 20 лет. Стоит подождать. чтобы услышать наконец настоящую космическую симфонию – от нейтронных звёзд до Большого взрыва.
Пол Макнамара полон надежд на очередной научный прорыв: “Сможем ли мы опереться на гравитационные волны, чтобы понять первые моменты Большого взрыва? Это один из главных вопросов, и в этом причина такого волнения в научном сообществе”.