Гравітаційні хвилі виявлено?

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

У 1916 р. А. Ейнштейн у загальній теорії відносності передбачив існування «гравітаційного випромінювання». Якщо в просторі якось змінюється розподіл мас, наприклад, при орбітальному русі подвійних зірок, то виникають гравітаційні хвилі, що поширюються зі швидкістю світла. Ейнштейн розглянув обертання циліндричного стрижня навколо осі, перпендикулярної його довжині. Частота випромінювання при цьому має вдвічі перевищувати частоту обертання.

Якщо довжина стрижня 1 м, а обертання настільки швидко, що стрижень перебуває на межі розриву, вся система випромінюватиме приблизно 10^-30 ерг/сек. Таке нікчемне гравітаційне випромінювання неможливо виявити в лабораторії. Але є надія зареєструвати гравітаційне випромінювання від небесних об’єктів. Це й намагався зробити доктор Дж. Вебер (США). Якщо останні результати його тонких експериментів витлумачені правильно, гравітаційне випромінювання, що падає на Землю з Космосу, дійсно зареєстроване.

В експериментах використовувалися два (і більше) детекторів. Один був встановлений у Меріленді, інший – поблизу Чикаго, за 1000 км від першого. Кожен детектор є алюмінієвим циліндром близько 1,5 м довжиною і вагою в 1 т. На його поверхні розташовані п’єзоелектричні кристали. Гравітаційна хвиля, що проходить, деформує циліндр, змушуючи його коливатися. Ці механічні коливання п’єзодатчики перетворять на електричні сигнали. Циліндри налаштовані частоту 1660 гц. Гравітаційне випромінювання такої частоти очікується під час вибухів наднових зірок.

Детектори, що у різних містах, були пов’язані телефонною лінією, і якщо вони реагували одночасно (не більше 0,44 секунди), то включався самописець. Поодинокий детектор не зміг би відрізнити гравітаційне випромінювання від сейсмічних чи електромагнітних перешкод.

У повідомленні Дж. Вебера вказується, що протягом 81 дня зареєстровано 17 випадків дворазових збігів (на парі детекторів), 5 випадків – триразових та 3 випадки – чотириразових. Розрахунок показує, що можливість випадкової появи багаторазових збігів неправдоподібна мала, отже є серйозні підстави вважати експеримент вдалим. Однак сучасне обладнання недостатньо чутливе до напрямку впливу, тому визначити місце розташування джерела на небі поки що неможливо.