Российские физики, принимавшие участие в работе международной группы ученых LSC (LIGO Scientific Collaboration), рассказали о сути открытия, оборудовании, позволившем зафиксировать это явление, и роли, которую сыграли в открытии сотрудники физического факультета МГУ.

Вечером 16 февраля на физфаке МГУ было многолюдно. Центральная физическая аудитория — самая большая на физфаке — едва смогла вместить всех желающих послушать публичную лекцию «Открытие гравитационных волн». Физический факультет МГУ представлен в LSC группой член.-корр. РАН В.Б. Брагинского, в которую входят профессора В.П. Митрофанов, И.А. Биленко, С.П. Вятчанин, М.Л. Городецкий, Ф.Я. Халили, доцент С.Е. Стрыгин и ассистент Л.Г. Прохоров. В целом же, над открытием работали более 1000 ученых из 15 стран мира. Подробнее об открытии смотрите на нашем сайте здесь и здесь.
Гравитационные волны, возможность существования которых была предсказана Альбертом Эйнштейном еще сто лет назад — в 1916 году, до последнего времени оставались для ученых «крепким орешком». Несколько раз научное сообщество предпринимало попытки «оседлать волну», но уровень развития технологий не позволял этого сделать. Косвенно существование гравитационных волн доказали американские физики Рассел Халс и Джозеф Тейлор младший, изучавшие пульсары. За свои исследования в 1993 году они даже получили Нобелевскую премию по физике, с формулировкой «За открытие нового типа пульсаров, давшее новые возможности в изучении гравитации». Но только 14 сентября 2015 года ученые, с помощью обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), смогли получить прямое доказательство правоты А. Эйнштейна. История поиска гравитационных волн в проекте LIGO тоже полна драматизма. Проект LIGO был предложен в 1992 году американскими физиками Кипом Торном, Рональдом Дривером и Райнером Вайсом. Впервые детекторы LIGO заработали в 1995 году. До 2010 года они совершенствовались, увеличивалась точность измерений, модернизировалось компьютерное оборудование, но за 15 лет две обсерватории, разнесенные на 3002 километра (одна расположена в Ливингстоне, штат Луизиана, другая — в Хэнфорде штат Вашингтон), так и не смогли уловить ни одного полезного сигнала. Когда стало ясно, что существующие приборы достигли предела точности измерений, было принято решение закрыть обсерватории на глубокую модернизацию. Здесь-то и показали себя физики из МГУ, которые, кстати, участвуют в LSC практически с самого начала. Ими был предложен ряд изменений в конструкцию детекторов, в частности замена стальных тросов подвеса на кварцевые мононити, что позволило, в конечном итоге, повысить чувствительность детекторов LIGO. Обновленные детекторы приняли первые сигналы из глубин Вселенной в начале сентября 2015, а уже 14 сентября произошло событие, которого физики ждали без малого 100 лет, — детекторы подтвердили существование гравитационных волн. Однако обнародовано открытие было лишь 11 февраля 2016 года. Все это время данные проверялись и перепроверялись, ученые должны были доказать, что это действительно гравитационные волны, а не что-то иное. Даже компьютерная сеть LIGO проверялась на предмет внешних вторжений, специалисты по безопасности выясняли, не стали ли колебания, зафиксированные интерферометрами, следствием хакерской атаки и «вброса» данных извне.
Теоретически, гравитационные волны порождают любые тела, обладающие массой. Практически — земные лаборатории пока способны зафиксировать волны, возникшие в результате катаклизмов космического масштаба. В слиянии двух черных дыр, зафиксированном LIGO, принимали участие объекты, каждый из которых обладает массой в 30 раз превышающей массу Солнца. За доли секунды в энергию гравитационной волны преобразовались почти три солнечные массы, но поскольку это событие произошло на удалении 1,3 млрд световых лет от нашей планеты, чтобы зафиксировать эти волны на Земле потребовалась аппаратура, способная проводить измерения величин, значения которых достигают 10^-19 метров.
Подробно обо всем этом физики из МГУ и рассказывали на открытой лекции в большой физической аудитории. Она получилась настолько удачной и интересной, что теперь профессура с кафедры колебаний в буквальном смысле «нарасхват» — с этой лекцией они уже «гастролируют» по лекториям столицы, неизменно собирая аншлаги, идет ли речь об ученых, журналистах, студентах или просто интересующейся публике. Полностью услышать лекцию можно, например здесь.