Нобелевская премия по физике 2017 присуждена исследователям LIGO Black Hole

ГлавнаяScience Татьяна Милова

Райнер Вайс, профессор Массачусетского технологического института, и Кип Торн и Барри Бариш, оба из Калифорнийского технологического института, были награждены Нобелевской премией по физике во вторник за открытие в пространственно-временном континууме гравитационных волн, которые были предсказаны Альбертом Эйнштейном столетием назад, но никто никогда не видел их прямо.

В феврале 2016 года, когда международное сотрудничество физиков и астрономов объявило, что они зафиксировали гравитационные волны, исходящие от столкновения пары массивных черных дыр на расстоянии в миллиард световых лет от нее, они перевернули мир. Работа подтвердила давнее предсказание Эйнштейна о том, что пространственно-временные волны могут трястись, как чашечка желе, когда массивные объекты проходят сквозь эти волны. Данный феромен поместил астрономов в работу с самыми глубокими уровнями физической реальности, пустотой, разбухающей и качающейся с невидимыми катаклизмами.

Доктор Вайс, 85 лет, доктор Торн, 77 лет, и доктор Бариш, 81 год, были архитекторами и основателями этой организации, известной как LIGO, Обсерватория гравитационно-волновой лазерной интерферометрии, а также покойный Рон Древер, также из Caltech, который умер в этом году. Доктор Бариш, который руководил проектом с 1994 по 2005 год, реорганизовал проект в хорошо управляемый проект Большой науки, заложив основу для его возможного успеха.

Общая теория относительности Эйнштейна, выраженная в 1916 году, предполагала, что материя и энергия деформируют геометрию пространства и времени так, как тяжелый предмет продавливает своим весом матрац, создавая эффект, который мы называем гравитацией. Его уравнения описывали вселенную, в которой пространство и время были динамическими. Пространство и время могло растягиваться и расширяться, разрываться и разрушаться в черные дыры – объекты настолько плотные, что даже свет не мог их избежать. Уравнения предсказывали, в некоторой степени, его неудовольствие, что вселенная расширяется от того, что мы теперь называем Большим Взрывом, и также предсказала, что движения массивных объектов, таких как черные дыры или другие плотные остатки мертвых звезд, будут взаимодействовать с гравитационными волнами.

Эти волны будут растягиваться и сжимать пространство в ортогональных направлениях по мере их прохождения, подобно тому, как звуковые волны сжимают воздух. Их никогда не видели. Когда доктор Вайс и, доктор Древер, после работы других ученых, предложили обнаружить волны, используя лазеры, чтобы контролировать расстояние между двумя зеркалами. В 1975 году доктор Вайс и доктор Торн, тогдашний известный теоретик гравитации, не спали всю ночь в гостиничном номере, проводя эксперименты по обнаружению гравитационной волны во время встречи в Вашингтоне.

Доктор Торн вернулся домой и нанял доктора Древера, чтобы помочь разработать и построить лазерный детектор гравитационных волн в Калтех. Между тем, доктор Вайс делал то же самое в M.I.T. Технологические разногласия были против обоих. Исследователи подсчитали, что типичная гравитационная волна из космоса изменит расстояние между зеркалами почти незаметным количеством: одна часть в миллиарде триллиона меньше диаметра протона. Доктор Вайс вспоминал, что, когда он объяснил эксперимент своим потенциальным спонсорам в Национальном научном фонде, «все подумали, что мы не в своем уме».

Фонд, который в течение следующих 40 лет потратил 1 млрд долларов на проект, приказал объединить две группы. План, который возник, заключался в создании пары L-образных антенн, один в Хэнфорде, Вашингтоне, а другой в Ливингстоне, штат Луизиана, с лазерным лучом, отскакивающим вдоль рукавов длиной 2,5 мили в крупнейших вакуумных туннелях мира для наблюдения формы пространства.

Профессор Кальтех с превосходными навыками в управлении проектами Big Science, попросил вступить в должность в качестве руководителя в 1994 году. Он реорганизовал проект так, чтобы он был построен последовательно более чувствительными этапами, и он создал всемирное научное сотрудничество LIGO астрономов и физиков для изучения и анализа данных.

«Без него не было бы никакого открытия», – сказал Шелдон Глэшоу, теоретик Нобелевской премии, в Бостонском университете.

Смотрите также


Новости партнеров