"Окно во Вселенную". Работа №19000

Окно во Вселенную
Мухаметшин Рафис Раисович
Преподаватель
ГБПОУ Аургазинский многопрофильный колледж
Поиск гравитационных волн был одной из главных проблем физики. Теперь они найдены.
Великое молчание Вселенной прервано. Позади миллиарды лет тишины — космос больше не безмолвствует. Ученые смогли не просто зафиксировать сигнал гравитационных волн, но и преобразовать его в звук, то есть наладить космический диалог. И ведь оказалось, с нами разговаривали всегда, просто теперь мы научились слышать.
"Гравитационные волны — это наши "уши", которыми мы можем слушать Вселенную. Частоты гравитационных волн, регистрируемые зеркалами, фактически звуковые. Их можно переложить в звук и слушать.
Гравитационные волны в рамках своей общей теории относительности предсказал Альберт Эйнштейн.В ОТО к трем пространственным измерениям добавляется время, и мир становится четырехмерным. Согласно теории, перевернувшей с ног на голову всю физику, гравитация — это следствие искривления пространства-времени под воздействием массы.
Эйнштейн доказал, что любая материя, движущаяся с ускорением, создает возмущение пространства-времени — гравитационную волну. Это возмущение тем больше, чем выше ускорение и масса объекта.
Ловить гравитационные волны ученые начали свыше полвека назад: именно тогда американский физик Джозеф Вебер увлекся общей теорией относительности Эйнштейна (ОТО), взял творческий отпуск и стал изучать гравитационныеволны.
Научный мир навсегда запомнит дату 11 февраля 2016. В этот день участники проекта ЛИГО (LIGO) объявили: после стольких тщетных попыток гравитационные волны найдены. Это реальность
По словам ученых, гравитационные волны были зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 13:51 по московскому времени на двух детекторах-близнецахобсерваторииLIGO.
Хотя первоначальный импульс проекту задали США, обсерватория LIGO является по-настоящему международным проектом. Внего вложились, финансово и интеллектуально, 15стран, ичленами коллаборации числятся свыше тысячи человек.
Важную роль вреализации проекта сыграли советские и российские физики. Ссамого начала активное участие вреализации проекта LIGO принимала группа Владимира Брагинского изМГУ, апозже кколлаборации присоединился и Институт прикладной физики из Нижнего Новгорода.
На пресс-конференции, перевернувшей мир, говорили: мы, как Галилей, который впервые посмотрел в телескоп. И вслед за ним впору воскликнуть: и все-таки они существуют! Это знал еще Эйнштейн. Но даже он не верил, что землянам когда-либо удастся поймать гравитационную волну. Эти волны называют "призрачными" — настолько они неуловимые и до сих пор почти непостижимые.
Нагляднее всего объяснить открытие можно на примере мыльных пузырей. Это, конечно, не научная, но более-менее понятная, к тому же красивая аналогия. Два пузыря оказываются так близко друг к другу, что в итоге сливаются и образуют единый пузырь. В момент сближения они начинают как бы вибрировать — это, по сути, и есть гравитационные волны.
В реальности это был бешеный танец двух черных дыр, которые в итоге слились в одну. Вселенная чувствует присутствие таких тел. Эти искажения — те самые гравитационные волны. Но эхо этой межгалактической катастрофы шло до Земли миллиард световых лет и ослабло настолько, что его фиксация — это не иначе как научное чудо.
Полученные колебания преобразовали в звук. Интересно, что сигнал от гравитационных волн приходит примерно на той же частоте, что и наша речь. Так что мы можем своими ушами услышать, как сталкиваются черные дыры. Послушайте, какзвучат гравитационные волны.
Испытания на экспериментальных установках начались еще в 80-х годах. Именно советские ученые высказали идею первых детекторов. А благодаря исследованиям российских физиков стало ясно, что делать те самые зеркала-ловушки нужно из плавленого кварца и подвешивать на кварцевые нити — именно так получился этот сверхчувствительный маятник.
"Я проснулся, а мир другой. Теперь мы можем заглянуть в то, что происходит с гравитацией, что происходит в непосредственной близости от объектов с массой в 30 солнечных масс", — отметил Леонид Прохоров, сотрудник кафедры физических колебаний физфака МГУ.
"Может быть, это перевернет наше представление о гравитации, о том, как устроена Вселенная и — главное — как она родилась", — сказал Дмитрий Капцов, аспирант кафедры физики колебаний физфака МГУ.
Гравитационные волны, правда, могут помнить детство Вселенной, когда плотности и температуры были фантастическими, а скорости сверхзвуковыми.
Возможно, что это будет еще один дополнительный источник получения информации в астрофизических явлениях, а может быть, это и будет совсем новое окно в мир", — пояснил Александр Сергеев, директор Института прикладной физики РАН.
Первые гравитационные лаборатории на орбите планируют построить уже через 20 лет. Там тоже будут стоять сверхчувствительные датчики-уши — Вселенной явно есть что нам рассказать.
Список литературы
1. Голубев, “В поисках гравитационных волн. Проект LIGO”, http://scisne.net/a-
2015
2. Засов А.В., Постнов К.А. Общая астрофизика. – Фрязино: Век 2 2011
3. Тейлор Э., Уилер Дж. Физика пространства-времени. – М.: Мир, 1971
4.Торн К. Черные дыры и гравитационные волны.
Вестник РАН. 2001.Т. 71, № 7
5. Фок В.А. Теория пространства, времени, тяготения. – М. Физматгиз, 1948