Идет волна

22:52 18.03.2014


Гравитационные волны являются одним из самых драматических предсказаний общей.

теории относительности – и едва ли не единственным, которое до сих пор не нашло прямого подтверждения в лабораторных измерениях.

Имеются вполне веские астрофизические указания на их существование, следующие из наблюдений орбит двойных пульсаров (нейтронных звезд). Согласно уравнениям ОТО, массивные тела, входящие в состав такой двойной системы и двигающиеся с достаточно большим ускорением, периодически деформируют структуру пространства-времени, оставляя на ней следы в виде подвижных «складок» – гравитационных волн – которые перемещаются в пространстве со скоростью света 10-

Однако эти свидетельства остаются лишь косвенными, и, несмотря на всю строгость теоретического предсказания и многолетние интенсивные поиски с помощью наземных детекторов, прямая регистрация гравитационных волн представляет неимоверно сложную и так до конца и не решенную техническую проблему.

Считается общепризнанным, что следы гравитационных волн можно найти, анализируя поляризацию (ориентацию вектора электрического поля) микроволнового фона Вселенной – реликтового излучения, оставшегося со времен Большого Взрыва. В ряде работ, опубликованных в 1980-1990-х гг., было показано, что фотоны этого излучения, изначально неполяризованные, пролетев огромные космологические расстояния, могут приобретать определенную поляризацию. Расчёты говорят о том, что один из компонентов этой поляризации (Е-мода) возникает из-за взаимодействия лучей с плазмой межзвёздного пространства, а другой (В-мода) связан с наличием первичных гравитационных волн, родившихся на самом раннем этапе жизни Вселенной.

Вихревая В-мода поляризации реликтового излучения выражена настолько слабо, что многие специалисты довольно скептически оценивали любые попытки найти её с помощью имеющихся сегодня инструментов.

Однако астрофизикам, работающим на одном из таких инструментов – расположенном в Антарктиде телескопе BICEP2 – по всей видимости, удалось это сделать. Предварительное сообщение об обнаружении долгожданного вихревого компонента в поляризации реликтового излучения было сделано 17 марта на пресс-конференции в Гарвардском университете и уже доступно всем желающим – а недостатка в желающих нет.

Сообщение американских физиков прокомментировал для STRF.ru известный специалист в области ОТО и теории гравитации, профессор Миссурийского университета Сергей Михайлович Копейкин. «Результаты ждали обнародования, по крайней мере, два года, пока велась чрезвычайно кропотливая обработка наблюдений, удаление из них сильных шумов атмосферного и земного происхождения, – сказал он. – Я считаю, что наблюдатели успешно справились с этой задачей и выделили статистически значимый сигнал на надежном уровне, достаточном для того, чтобы сделать столь серьезное заявление. Проверка этого результата будет, безусловно, продолжаться и дальше, однако я не ожидаю сильного изменения статистических выкладок. Дальнейшего прогресса можно ожидать после получения результатов более совершенного поляриметрического телескопа BICEP3, который должен начать работу на Южном полюсе уже в этом году».

Сигнал, обнаруженный BICEP2, является мощным подтверждением теории инфляционной Вселенной, предложенной в 1980-х Аланом Гусом (Alan Guth) и Андреем Линде.

Она предсказывает, что первичные гравитационные волны должны неизбежно появиться в новорожденной Вселенной, как результат инфляции – периода ускоренного, экспоненциально быстрого расширения Вселенной, в течение которого она за микроскопические доли секунды увеличилась в размерах в сотни триллионов триллионов раз.

Сергей Копейкин добавляет: «Результат BICEP2 может стать одним ключевых подтверждений теории инфляционной Вселенной, основанной на существовании скалярного поля, которое по своим характеристикам аналогично частице скалярного поля Хиггса.

Возможно, последующие более точные данные позволят даже определить состояние вещества в нашей Вселенной в фантастически раннюю – Планковскую эпоху, которая продолжалась первые 10-43 секунды её существования. Никакие земные ускорители частиц никогда не достигнут таких колоссальных значений энергии, какие существовали тогда. Мы сможем намного ближе приблизиться к пониманию того, что породило сам Большой Взрыв, откуда произошла наша Вселенная, есть ли другие вселенные, существующие параллельно нашей».

Новые данные могут стать важным испытанием для стандартной модели инфляционной Вселенной. Её предсказания говорят о весьма слабой вихревой поляризации реликтового излучения – сигнал, который удалось обнаружить на BICEP2, выражен намного сильнее.

Это разногласие ещё предстоит осознать – и если находка подтвердится, теоретиков ожидают интересные дискуссии и новые открытия.

«Безусловно, результат BICEP2 является очень сильным, – резюмирует Сергей Копейкин. – Однако одного его ещё недостаточно, придётся подождать новых данных и подтверждения независимой экспертизы. Но когда эта работа будет сделана, то, безусловно, можно ожидать и выдвижения на соискание Нобелевской премии. Хотя при этом обязательно стоит учесть не только самих экспериментаторов, но и теоретиков, которые сделали возможной эту находку – Андрея Линде, Валерия Рубакова, Михаила Сажина, Алексея Старобинского, ряд зарубежных учёных».

 

По материалам  : (http://www.strf.ru) 

Версия для печати