Первая в истории науки регистрация гравитационных волн, произведенная в 2015 году, стала одним из самых важных научных открытий нынешнего столетия. И не удивительно, что члены комиссии шведской Королевской Академии наук присудили Нобелевскую премию 2017 года в области физики трем ведущим ученым из организации LIGO/Virgo Collaboration, усилия которых сделали возможным данное достижение.
Гравитационные волны являются искажениями пространственно-временного континуума колебательного характера, возможность их существования была предсказана Альбертом Эйнштейном более чем 100 лет назад. Источником этих волн являются самые высокоэнергетические события во Вселенной и масштабные катаклизмы, такие, как столкновение и слияние двух черных дыр, нейтронных звезд, взрывы сверхновых и т.п. Несмотря на огромные количества энергии, буйствующие в районах таких катаклизмов, из-за расстояний космических масштабов гравитационные волны докатываются до Земли с амплитудой, не превышающей размеров одного атома.
Для обнаружения столь крошечных колебаний ученые используются устройства, называемые интерферометрами. Такие устройства, точнее сооружения работают, расщепляя луч лазерного света на два луча, которые направляются в два туннеля, расположенные под углом в 90 градусов друг к другу. Отразившись от зеркал, установленных в концах туннелей, лучи возвращаются к исходной точке, совмещаются и производят интерференционную картину. Анализ линий этой интерференционной картины позволяют вычислить амплитуду и другие параметры искажений пространства, через которое двигались лучи, и обнаружить гравитационные волны.
Описанный выше принцип уже реализован в гравитационных обсерваториях Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) и Virgo, строительство еще одного подобного инструмента ведется сейчас в Индии. В состав американской обсерватории LIGO входят два идентичных датчика, расположенные в штатах Вашингтон и Луизиана. Именно эта обсерватория стала первой обсерваторией, зарегистрировавшей в сентябре 2015 года первый пакет гравитационных волн, источником которых стало столкновение двух черных дыр, произошедшее 1.3 миллиарда лет назад. После регистрации первого пакета волн, обсерватории LIGO удалось зарегистрировать еще два пакета, а совсем недавно, в августе 2017 года, совместно с европейской обсерваторией Virgo, был зарегистрирован и четвертый пакет.
Вернемся к Нобелевской премии этого года по физике. Ее лауреатами стали Рэйнер Вайс (Rainer Weiss), который в 1970-х годах спроектировал лазерный интерферометр и который получил половину от суммы премии. Вторую половину разделили между собой Барри К. Бэриш (Barry C. Barish) и Кип С. Торн (Kip S. Thorne), ученые, которые принимали непосредственное участие в реализации идей Рэйнера Вайса и строительстве обсерватории LIGO.
И в заключение следует отметить, что лауреаты Нобелевской премии 2017 года в других областях, станут известны в течение нынешней недели.