Все изменилось в сентябре 2015 года. В обсерватории лазерных интерферометров гравитационных волн LIGO, расположенной в штате Вашингтон, часть оборудования сдвинулась на ничтожно малую величину — всего на одну квинтиллионную метра. Это крошечное движение стало первым прямым подтверждением существования гравитационных волн. Об этом рассказано в популярной научной статье, подготовленной изданием Particle.
Гравитационные волны — это колебания пространства-времени, возникающие при движении объектов с большой массой. Например, при столкновении черных дыр или нейтронных звезд. Эти волны расходятся во все стороны и, пройдя миллионы световых лет, достигают Земли.
Интерферометр LIGO представляет собой две перпендикулярные трубы длиной по 4 километра. Внутри — лазеры и зеркала, которые фиксируют малейшие деформации пространства. Когда через установку проходит гравитационная волна, одна из труб растягивается, а другая сжимается. Хотя изменения в длине меньше диаметра атома, чувствительность прибора позволяет их уловить.
Это открытие подтвердило основную идею общей теории относительности Эйнштейна, опубликованной в 1916 году. В ней гравитация описывается не как сила, а как результат искривления пространства и времени под действием массы.
Хорошая аналогия — батут. Если положить на него тяжелый камень, ткань прогнется. Маленький шарик, покатившийся рядом, устремится к углублению. Примерно так планеты «падают» к Солнцу.
С момента первого сигнала обсерватории LIGO и ее европейские аналоги зафиксировали десятки событий. Совершенствуя технологию, ученые надеются уловить еще более слабые волны — от сверхновых или даже от самого начала Вселенной.
Хотя гравитационные волны и раскрывают структуру пространства-времени, это далеко не единственный способ узнать, как ведет себя Вселенная на фундаментальном уровне. Свет, как оказалось, тоже может удивлять — особенно в искривленном пространстве, где нарушаются привычные правила. Подробнее об этом вы можете прочитать в этой статье.