Открыт гравитационно-волновой фон Вселенной... Открытие, которого ждали лет 50. А может, и лет сто, с момента, как Альберт Эйнштейн предсказал гравитационные волны. Ученые уловили гравитационный фон. По сути, голос самого пространства-времени. Сами волны худо-бедно поймали в 2015 году, но с ними было кое-что не так. Представьте, что вы взяли приемник; он ловит станции, вы слушаете музыку, но между станциями ничего не шипит. Нет фона. И вы думаете – странно, может, эти голоса у меня в голове? Или вообразите: сильнейшая метель, мощный ветер, но … тихо. Не завывает буря. И вы думаете: а может, я просто сплю?..

Мы приклеены к пространству-времени, как мухи к липкой ленте. Я не могу поехать во вчера, хотя вчера существует прямо сейчас, точно так же, как прямо сейчас существует завтра; но я вынужден медленно плыть по времени в одном направлении. Я бы хотел сейчас оказаться на море или на Марсе. Но мне надо преодолеть пространство, хотя на самом деле я могу свернуть пространство в трубочку и просто пощупать Марс.

И вот эта «липкая лента», этот «батут», на котором мы прыгаем, он гудит. Он в постоянном движении, и нет ему покоя. В каком-то смысле это шепот Бога. Или – шелест бумаги, на которой Бог пишет наши судьбы. Скрип Его пера. И вот этот шум, гул, фон – удалось услышать. Это сделали исследователи из Китая, Индии, Европы и Австралии – они договорились, и вышли со своими результатами одновременно.

И мы уже знаем кое-что действительно пугающее. Похоже, вскорости по всей Вселенной произойдет одновременный взрыв множества черных дыр. Грядет Апокалипсис. Но не будем зацикливаться на очередном конце света, разберем, что такое гравитационный волновой фон, и почему это действительно крутое открытие.

Голубиный помёт

В начале 1960-х люди увлеклись спутниковой связью, и для этого в США построили антенну, которая выглядела слегка страшненько. Работала она так, как и выглядела, и с коммерческого использования ее сняли, отдали ученым. С антенной принялись возиться молодые радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Вильсон. И сразу же услышали, что в ней что-то шипит.

Антенна была капитально загажена голубями, и ученые справедливо подумали, что шум – от помета. Принялись эту махину вручную чистить. Но шум стал только больше. Наконец они догадались: они слышат эхо Большого взрыва. Представьте, что в лесу что-то взорвали, и долго-долго между деревьями, туда-сюда, мечется ослабевающий звук.

С тех пор мы расшифровали структуру этого эха, и знаем, что происходило во время самого Большого взрыва. Это открытие показало: надо уметь слушать шум. Просто шипение. В нем больше сведений, чем в красивых картинках космических телескопов вроде Хаббла.

Бойтесь своей стиральной машины

Что может быть проще гравитации? Я сижу, потому что меня притягивает Земля. Я не могу улететь в космос – так сильна гравитация!

На самом деле, гравитация – самая слабая из сил. Я легко отрываю от пола ноги: в этот момент мои мускулы преодолевают притяжение всей Земли. Зато дальность гравитации бесконечна. Меня прямо сейчас притягивают далекие галактики. Хотя и слабо.

У гравитации есть другие загадочные свойства. Свет переносится фотонами, а электричество электронами, и вообще, для всех взаимодействий есть переносчик, но никто никогда не видел частицу, которая переносит гравитацию (гравитон). А такая частица обязана быть. Гравитация распространяется не мгновенно, а со скоростью света. Допустим, я слепил из камней некий обелиск, и хочу им притянуть туманность Андромеды. Придется подождать, пока воздействие гравитации моего обелиска дойдет до туманности (2,5 миллиона лет). Это как раз и означает: от моего обелиска к туманности отправились гравитоны.

И они, как и фотоны света, летят неким цугом, волной. Вы можете прямо сейчас породить гравитационную волну. Возьмите что-то тяжелое – и вращайте. В вашей стиральной машине вращается барабан, и он создает заметные гравитационные волны! Вот только что значит «заметные». Гравитационные волны очень слабы. И их не поймать приемником, даже с помощью голубей. А как поймать?

Эйнштейн доказал, что гравитация – потому такая странная и неуловимая сила, что это по сути и не сила. Это искажение пространства-времени. Земля создает как бы воронку в пространстве-времени, в которой мы барахтаемся и улететь от Земли так просто не можем. И да, часы на вершинах небоскребов идут быстрее, чем у подножия, потому что там меньше гравитация! Оно словно сковывает время. Соответственно, гравитационная волна от вашей стиралки – это рябь пространства-времени. Чтобы ее заметить, нужны или очень точные часы, которые будут скакать туда-сюда. Но таких пока нет. Или – надо просто измерять расстояние между предметами. Оно будет меняться вместе с колебанием пространства.

Именно так в 2015 году обнаружили сильные гравитационные импульсы от грандиозных космических катастроф вроде образования черных дыр. Датчики внутри детектора на Земле немного пошатывались. Но то импульсы. А где фон?

Мерцание пульсаров

Что такое вообще этот фон и почему он так важен?

Почему шипит ваше радио? Потому, что на Земле сверкают молнии. Сотни молний в секунду. Молнии подпитывают электричеством «великую динамо-машину» у нас над головой – ионосферу. Ионосфера защищает нас от космической радиации.

Как молнии на Земле, во Вселенной есть свои молнии. Это черные дыры. Они образуются с громким гравитационным «криком», они медленно испаряются, часто они рождаются парами, и все это разнообразие создает фон.

Большой взрыв породил точно такое же гравитационное эхо, как то, которое приняли за проделки голубей – поэтому ученые рассчитывали услышать, как Большой взрыв глобально исказил пространство-время (да по сути породил то пространство и то время, в которых мы живем).

Что-то еще создает гравитационное шипение, но мы пока не знаем, что.

И как же этот фон обнаружили? Выше мы говорили: надо, чтобы предметы на Земле смещались. Так вот, ученые пошли по другому пути. Они пытались действовать по-старому, но – фон слишком слаб.

Тогда они стали смотреть на пульсары. Это нейтронные (очень плотные, вещество сжато до нейтронов, атомов даже нет) звезды, которые излучают очень правильные импульсы. Их нашли в 1960-е и решили, что это сигналы инопланетян. Эти импульсы проходят через пространство-время. Когда оно искажается, мерцают и импульсы. Это в самом деле напоминает мерцание звезд от движения воздуха. Такое мерцание обнаружено на десятках пульсаров. Мы нашли, что искали. Можно выдохнуть.

Вселенная готовится к глобальной катастрофе

Поскольку несколько радиотелескопов постоянно ведут записи сигналов от пульсаров, у ученых есть хороший массив данных. Чтобы не наломать дров, взяли данные за 15 лет: уже придуманы цифровые системы записи, риск ошибки минимален.

Так вот, оказалось, что все 15 лет гравитационный шум растет. Это все равно как: приближается гроза; ваш приемник сначала едва потрескивает, потом все чаще взрывается резкими импульсами. Вы понимаете, что пора выключить все это дело от греха.

Когда я прочитал выводы, я не поверил глазам: в ближайшее время будет слияние тысяч, может, миллионов черных дыр. Дальше было написано: через десятки, может, сотни тысяч лет. Уф, выдыхаем. На наш век стабильности хватит. И все-таки: а что происходит с мирозданием? Коллапсировать собралось?

Все выглядит так, словно скоро и почти одновременно миллионы двойных черных дыр попадают друг на друга и породят колоссальные взрывы. Но почему? Сжимается пространство? Только что вышло исследование, что на самом деле пространство не есть постоянная величина, оно может расширяться и съеживаться, как шагреневая кожа. Мы живем в усыхающей Вселенной, а ее расширение – просто иллюзия?

Пока не будем залезать так далеко. Открытие сделано. Данных много, обработано не все. Сенсации теперь посыплются, как соль из солонки. Ждем.Источник: Комсомольская правда