Гравитационные волны
В 2016 году телескопы LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) окинули Вселенную свежим взглядом. Речь уже не идет о свете или другой форме излучения: астрономы зафиксировали волны, создаваемые гравитацией.
До 1935 года о Вселенной судили по свету, который она посылает. Затем Карл Янский, американский радиоинженер, показал, что за ней можно следить при помощи радиоволн и в принципе любых форм излучения.
В 2016 году наблюдения сосредоточились на гравитационных волнах, и этот способ открывает новые горизонты.
Теория относительности Эйнштейна прогнозировала, что сила гравитации между телами породила волны во времени и пространстве. Звук распространяется как волна, которая растягивает и сжимает среду, скажем, воздух или воду. Свет также перемещается как волна вибраций в электромагнитных полях.
Другими словами: звук — это возмущение среды, а свет — это возмущение электромагнитных полей, которые заполняют Вселенную. Гравитационное поле также присутствует во Вселенной, и массивные объекты, перемещаясь, создают колебания в этом поле. Согласно теории относительности, они деформируют ткань пространства-времени, и эта деформация распространяется в пространстве со скоростью света.
Любой объект вызывает подобные искажения, которые пропорциональны его размеру. В обсерватории LIGO присмотрелись к значительным гравитационным волнам, исходящим от двух черных дыр, вращающихся друг вокруг друга. LIGO была спроектирована для наблюдения за гравитационными волнами путем измерения расширения и сокращения пространства-времени. Это достигается посредством лазеров, направленных друг на друга. Если пространство не изменяется, лазеры вмешаются и нейтрализуют друг друга. Если прокатывается гравитационная волна, луч одного из лазеров пройдет немного отличное расстояние, что будет заметно на картине его взаимодействия с другим лазером.
Чтобы исключить воздействие земных вибраций, вызывающих колебания приборов, оборудовали две обсерватории: в Луизиане и Вашингтоне. Гравитационные волны будут одинаковыми, но сейсмическая активность в этих местах будет разной, что позволит определить диапазон отклонений. В 2016 году, через 16 лет исследований, LIGO смогла зафиксировать гравитационные волны от черных дыр. Что же дальше? eLISA, космический телескоп для наблюдения за гравитацией во Вселенной, как планируют, будет отправлен на орбиту в 2030-х.