Отрывок из книги Говерта Шиллинга «Складки на ткани пространства-времени»
Книга Говерта Шиллинга — захватывающее повествование о том, как ученые всего мира пытались зафиксировать эту неуловимую рябь космоса: десятилетия исследований, перипетии судеб ученых и проектов, провалы и победы. С любезного разрешения издательства «Альпина нон-фикшн» Indicator.Ru публикует отрывок из этой книги.
Филипу Моррисону не на что было надеяться, кроме трости. В понедельник 10 июня 1974 года десятки физиков собрались в Массачусетском технологическом институте (MIT) на Пятую Кембриджскую конференцию по релятивизму. Приглашенные лекторы, обсуждения, стендовые доклады, вопросы и ответы — ничего особенного. Обычное собрание ученых.
Все изменилось, когда речь зашла о гравитационных волнах.
Два видных участника конференции: Джо Вебер и Дик Гарвин — начали дискуссию, переросшую сначала в спор, затем в выкрики и оскорбления. Наконец, они вскочили и с яростью кинулись друг на друга у всех на виду, скрипя зубами и сжимая кулаки. Что стряслось? Моррисон, профессор физики MIT, был ведущим заседания. Его призывы: «Джентльмены, джентльмены!» — пропали втуне. В любой момент могла начаться потасовка, как между завсегдатаями бара. Что оставалось делать пострадавшему от полиомиелита Моррисону? Словно волшебник, воздевающий магический посох, он вскинул трость и разделил вояк. Кровь не пролилась. Произошло следующее. Джо Вебер заявил, что обнаружил гравитационные волны.
Дик Гарвин ему не поверил, и по веским причинам. Фактически едва ли хоть кто-нибудь поверил Веберу. В те времена физики сомневались в самом существовании гравитационных волн. Неудивительно, что страсти накалились.
История самого термина «гравитационная волна», теоретического и экспериментального поиска этих волн, а также их использования для исследований явлений, недоступных иными методами.
• 1900 — Лоренц предположил, что гравитация «…может распространяться со скоростью, не большей скорости света»
• 1905 — Пуанкаре впервые ввёл термин гравитационная волна (фр. onde gravifique). Пуанкаре на качественном уровне снял устоявшиеся возражения Лапласа и показал, что связанные с гравитационными волнами поправки к общепринятым законам тяготения Ньютона порядка v/c сокращаются, таким образом, предположение о существовании гравитационных волн не противоречит наблюдениям
• 1916 — Эйнштейн показал, что в рамках ОТО механическая система будет передавать энергию гравитационным волнам и, грубо говоря, любое вращение относительно неподвижных звёзд должно рано или поздно остановиться, хотя, конечно, в обычных условиях потери энергии порядка ничтожны и практически не поддаются измерению (в этой работе он ещё ошибочно полагал, что механическая система, постоянно сохраняющая сферическую симметрию, может излучать гравитационные волны)
• 1918 — Эйнштейн вывел квадрупольную формулу, в которой излучение гравитационных волн оказывается эффектом порядка , тем самым исправив ошибку в своей предыдущей работе (осталась ошибка в коэффициенте, энергия волны в 2 раза меньше
• 1923 — Эддингтон — поставил под сомнение физическую реальность гравитационных волн «…распространяются… со скоростью мысли». В 1934 году, при подготовке русского перевода своей монографии «Теория относительности», Эддингтон добавил несколько глав, включая главы с двумя вариантами расчётов потерь энергии вращающимся стержнем, но отметил, что использованные методы приближенных расчётов ОТО, по его мнению, неприменимы к гравитационно связанным системам, поэтому сомнения остаются
• 1937 — Эйнштейн совместно с Розеном исследовал цилиндрические волновые решения точных уравнений гравитационного поля. В ходе этих исследований у них возникли сомнения, что гравитационные волны, возможно, являются артефактом приближенных решений уравнений ОТО (известна переписка относительно рецензии на статью Эйнштейна и Розена «Существуют ли гравитационные волны?». Позднее он нашёл ошибку в рассуждениях, окончательный вариант статьи с фундаментальными правками был опубликован уже в «Journal of the Franklin Institute»
• 1957 — Герман Бонди и Ричард Фейнман предложили мысленный эксперимент «трость с бусинками» (англ.)русск. в котором обосновали существование физических последствий гравитационных волн в ОТО Затем это письмо описывает фейнмановский детектор гравитационных волн: это просто две бусинки, свободно скользящие (но с малым трением) по твёрдому стержню. Когда волны проходят через стержень, атомные силы оставляют длину стержня фиксированной, но соответствующее расстояние между двумя бусинками осциллирует. Таким образом, две бусинки трут стержень, выделяя в результате тепло.
• 1962 — Владислав Пустовойт и Михаил Герценштейн описали принципы использования интерферометров для обнаружения длинноволновых гравитационных волн
• 1964 — Филип Петерс и Джон Мэтью (англ.)русск. теоретически описали гравитационные волны, излучаемые двойными системами
• 1969 — Джозеф Вебер, основатель гравитационно-волновой астрономии, сообщает об обнаружении гравитационных волн с помощью резонансного детектора — механической гравитационной антенны[47][48]. Эти сообщения порождают бурный рост работ в этом направлении во многих странах. В частности, Райнер Вайсс, один из основателей проекта LIGO, начал эксперименты в то время. Ни один из тогдашних опытов, однако, не подтвердил сообщение Вебера.
• 1978 — Джозеф Тейлор сообщил об обнаружении гравитационного излучения в двойной системе пульсара PSR B1913+16. Исследования Джозефа Тейлора и Рассела Халса заслужили Нобелевскую премию по физике за 1993 год. На начало 2015 года три пост-кеплеровских параметра, включающих уменьшение периода вследствие излучения гравитационных волн, было измерено, как минимум, для 8 подобных систем
• 2002 — Сергей Копейкин и Эдвард Фомалонт (англ.)русск. произвели с помощью радиоволновой интерферометрии со сверхдлинной базой измерения отклонения света в гравитационном поле Юпитера в динамике, что для некоторого класса гипотетических расширений ОТО позволяет оценить скорость гравитации — отличие от скорости света не должно превышать 20 % (данная трактовка не общепринята);
• 2006 — международная команда Марты Бургей (англ.)русск. (Обсерватория Паркса (англ.)русск., Австралия) сообщила о существенно более точных подтверждениях ОТО и соответствия ей величины излучения гравитационных волн в системе двух пульсаров PSR J0737-3039A/B
• 2014 — астрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (BICEP) сообщили об обнаружении первичных гравитационных волн при измерениях флуктуаций реликтового излучения[56][57]. На настоящий момент (2016) обнаруженные флуктуации считаются не имеющими реликтового происхождения, а объясняются излучением пыли в Галактике
• 2016 — международная коллаборация LIGO сообщила об обнаружении события прохождения гравитационных волн GW150914. Впервые сообщено о прямом наблюдении взаимодействующих массивных тел в сверхсильных гравитационных полях со сверхвысокими относительными скоростями что позволило проверить корректность ОТО с точностью до нескольких постньютоновских членов высоких порядков. Измеренная дисперсия гравитационных волн не противоречит сделанным ранее измерениям дисперсии и верхней границы массы гипотетического гравитона (< 1,2 × 10−22 эВ), если он в некотором гипотетическом расширении ОТО будет существовать
. Связь на гравитационных волнах
Теоретически существует возможность использовать гравитационные волны для дальней беспроводной связи; этот принцип был запатентован советским учёным В. А. Буниным в 1972 году
. Преимуществом гравитационно-волновой связи (устар.: гравиосвязи) по сравнению с радиосвязью является способность гравитационных волн проходить, почти не поглощаясь, сквозь любые вещества, тогда как электромагнитные волны сквозь электропроводящие среды (например, землю и морскую воду) практически не проникают.
Работы в этом направлении велись в лабораториях СССР и в других странах[61]. Но на практике из-за трудностей генерации и детектирования гравитационных волн, вызванных крайней малостью гравитационных сил, гравитационно-волновую связь осуществить не удалось.
Гравитационно-волновая связь упоминается как атрибут техники далёкого будущего в ряде произведений научно-фантастической литературы (например, С. Снегов «Люди как боги», К. Булычёв «Похищение Тесея», С. Лукьяненко «Именем Земли» и др.).
Когда волны проходят через стержень, атомные силы оставляют длину стержня фиксированной, но соответствующее расстояние между двумя бусинками осциллирует. Таким образом, две бусинки трут стержень, выделяя в результате тепло. Вот пример того, что нет понимания отличия волн гравитации от волн пространства!Ё Волны пространства обладают свойством инвариантности: все меняется единообразно, а это значит, что и длина стержня будет подвержена изменениям! Положение дел не изменилось и по сей день, пример тому и LIGO и LISA LISA, ты забыла Лоренца?( 2016 » Февраль » 9 ) LISA Pathfinder.( 2016 » Июнь » 28 ) Результата нет и, верней всего, не будет!
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
Озарение.
0