Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл.Выкл.
Обычная версия сайта
Demidov Yaroslavl State University

Наш адрес: 150003, г. Ярославль, ул. Советская, д. 14
График работы с посетителями в отделах университета:
пн, вт, ср, чт: 9.00-12.00, 14.00-17.00,
пт: 9.00-12.00, 14.00-16.00.
Приемная комиссия: +7 (4852) 303210
Ректорат: +7 (4852) 797702
Факс: +7 (4852) 255787
e-mail: rectorat@uniyar.ac.ru

ЯрГУ провел открытую лекцию в планетарии

Александр Кузнецов, профессор кафедры теоретической физики ЯрГУ им. П.Г. Демидова, провел научно-популярную лекцию в ярославском планетарии и рассказал о первой прямой регистрации гравитационных волн.

В День науки в ярославском планетарии прошло два мероприятия, которые привлекли внимание любителей астрономии: презентация книги и открытая лекция. Книгу астронома-любителя Лесли Пелтье «Свет ночного неба» представлял сотрудник Центра имени В.В. Терешковой, профессор физического факультета ЯрГУ им. П.Г. Демидова, доктор физ.-мат. наук Дмитрий Белоножко. Именно он выступил с инициативой перевести книгу Пелтье на русский язык и стал автором перевода. Эта книга  посвящена любительской астрономии и будет интересна широкому кругу читателей. Лесли Пелтье считается самым знаменитым астрономом-любителем в мире. У него не было специального образования, но это не помешало ему написать три книги по астрономии, в том числе и «Свет ночного неба».

Вторым мероприятием стала научно-популярная лекция профессора кафедры теоретической физики ЯрГУ им. П.Г. Демидова, доктора физ.-мат. наук Александра Кузнецова. Его выступление было посвящено самому знаменитому открытию в физике последних лет - первой прямой регистрации гравитационных волн Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (ЛИГО). Об этом событии весь мир узнал ровно год назад.

Гравитационные волны, существование которых сто лет назад предсказал Эйнштейн, были зарегистрированы двумя уникальными детекторами – интерферометрами. Интерферометр – это установка, где луч света разделяется на два луча с помощью полупрозрачного зеркала. Эти лучи, распространяясь, «путешествуют» между зеркалами по двум плечам интерферометра – узким конструкциям длиной 4 км, и в конце «путешествия» при сложении дают ноль – полностью гасят друг друга. Зеркала удерживаются сложной системой подвесов, а внутри плеч поддерживается высокий вакуум – чтобы исключить все воздействия среды. 

Эти два детектора находятся в США – один в штате Вашингтон, другой в штате Луизиана, расстояние между ними – 3030 км. Чтобы зафиксированный сигнал мог считаться событием, он должен быть зарегистрирован обоими детекторами, не одним. В феврале прошлого года именно это и произошло.

- Существует два общеизвестных вида волн, - рассказывает Александр Кузнецов. -  Акустические, мы их слышим, когда говорим, и световые, то есть электромагнитные волны. Гравитационные волны – это колебания метрики пространства-времени. Для наглядности представьте себе пленочку, натянутую горизонтально. По ней катаются шарики. Они ее немножко продавливают. Где-то два шарика столкнулись и остановились, они эту пленочку продавят сильнее. Те шарики, которые находятся неподалеку, начинают к ним скатываться. Вот так примерно гравитация и действует, только нужно бы вместо двумерной пленки представить трехмерное пространство, в котором под действием массивных тел возникают натяжения.  

А теперь представим, что на пленке есть массивный шарик, который вращается. Он с пленкой – пространством ничего не сделает. Если же это будет не шарик, а

эллипсоид, этакий огурец, который тоже вращается, то он в пространстве уже будет вызывать некие возмущения. Теперь заменим огурец на две черные дыры, которые находятся по краям нашего гипотетического огурца, и вращаются вокруг общего центра. Картина будет такой же, две черные дыры в конце концов сольются, и от них пойдут мощные гравитационные волны.

Надо сказать, никаких сомнений в существовании гравитационных волн у ученых не было, в действительности их косвенное открытие произошло еще в 70-е годы прошлого века. Наблюдение за уменьшением периода вращения особого астрономического объекта, двойного пульсара, показало, что эта система теряет энергию именно за счет излучения гравитационных волн, в полном согласии с общей теорией относительности Эйнштейна. Авторы открытия, Р.А. Халс и Дж.Х. Тэйлор, получили Нобелевскую премию по физике за 1993 г.

Новое открытие - прямая регистрация гравитационных волн – зафиксировало слияние двух черных дыр. По мере их сближения, как показывает сигнал, нарастала частота и амплитуда гравитационных волн, в момент слияния амплитуда была максимальной, и затем новая черная дыра, находясь еще в форме «огурца», совершила несколько оборотов, пока не приняла сферическую форму. Это событие, расстояние до которого оценивается в полтора миллиарда световых лет, зарегистрировали американские детекторы. Как только пришла гравитационная волна, два разделенных световых луча между зеркалами в плечах интерферометра испытали ее воздействие,  зеркала начали чуть-чуть колебаться. Эти колебания и зафиксировали детекторы.

Подготовка эксперимента заняла несколько десятилетий. При этом кроме создания уникальной системы установок LIGO была проделана гигантская теоретическая работа по расчету форм гравитационно-волновых сигналов при различных значениях масс черных дыр и/или нейтронных звезд, было рассчитано около 250 тысяч различных комбинаций.

Произошедшее событие имеет огромную значимость не только для науки, но и для всего человечества. Во-первых, оно свидетельствует о том, что мы правильно понимаем законы гравитации. Во-вторых, это прямое доказательство существования черных дыр. А в-третьих, будущие регистрации гравитационных волн дадут человечеству возможность использовать новый метод исследования нашей Вселенной.

- Не нужно забывать, что многие теоретические открытия лежат в основе современных технологий, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, - говорит Александр Кузнецов. 

Например, ПЗС-матрица (ПЗС - прибор с зарядовой связью) была разработана для астрономических наблюдений, заменила фотопластинки, и это было настоящей революцией в астрономии. Теперь же мы все ею пользуемся, делая фото с помощью телефонов. А Всемирная паутина, World Wide Web, которая была разработана в ЦЕРН (CERN) для обмена данными по элементарным частицам? Современную жизнь без нее уже сложно представить.  Да и рентгенотелевизионный интроскоп, несмотря на непонятное название, знаком миллионам людей. 


С помощью этого устройства проходит досмотр багажа в аэропортах. Опять же, эти приборы были изначально разработаны для астрономических наблюдений. У ученых не было детекторов в диапазоне мягкого рентгеновского излучения, началась их разработка. Но для их отладки необходимы были и источники такого излучения, которых тоже не было, пришлось и их разработать. Быстро обнаружилось, что именно эта техника является идеальным средством для проверки багажа, поскольку мягкий рентген, в отличие от жесткого, безвреден.

- Фундаментальная физика, новые знания, которые она открывает -  это фундамент для будущих технологических революций, - подводит итог Александр Кузнецов. – Эти открытия – на границе неизвестного, на грани возможного и невозможного. То, что передовые физические  эксперименты стимулируют настоящие прорывы в технологиях, уже никому не нужно доказывать. 

Возврат к списку