1

Официально заявлено, что обнаружены гравитационные волны

Гравитационные волны, Разоблачения

11 февраля 2016 года сотрудники LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, см. фото) объявили об обнаружение гравитационных волн: две чёрные дыры массами по 30 солнечных масс слились на расстоянии около 1,3 миллиардов световых лет от Земли.

Можно ли верить этому заявлению?

Обсерватория LIGO зарегистрировала некое сотрясение и утверждает, что это сотрясение вызвано гравитационными волнами от слияния двух чёрных дыр. А каким образом учёные отличают сотрясение приборов, вызванное гравитационными волнами, от сотрясения, вызванного чем-то другим, например, очень слабым землетрясением? Из материалов прессы вообще непонятно, что конкретно обнаружили учёные, и почему они это интерпретировали, как влияние гравитационных волн.

Кто-то, возможно, возразит: «ну ведь учёные понимают, что они делают, раз объявили, то не просто так, у них были основания». Конечно, основания были. Но какие?

Краткая история поиска гравитационных волн.

В конце 1960-х годов известный ученый, специалист по теории гравитации Эйнштейна Джозев Вебер начал публиковать статьи, в которых утверждал, что он детектирует гравитационные волны. Ни один ученый не выступал с подобным заявлением, да и сама возможность детектирования таких волн считалась далеко не очевидной. Однако Вебер был авторитетом в своей области, поиском гравитационных волн он занимался более десяти лет, и поэтому коллеги восприняли его сообщение (вскоре последовали и другие) с полной серьезностью. Сообщения Вебера стали научной сенсацией, многочисленные группы по всему миру начали строить подобные детекторы.

Вебер использовал в качестве детекторов сплошные алюминиевые цилиндры метровой длины с пьезоэлектрическими датчиками на торцах. Их помещали в вакуумную камеру и с максимальной тщательностью изолировали от внешних механических воздействий. Два таких цилиндра Вебер установил в бункере на поле для гольфа Мэрилендского университета и один в Аргоннской национальной лаборатории неподалеку от Чикаго.

Идея эксперимента проста. Пространство под действием гравитационных волн сжимается и растягивается, так что цилиндр вибрирует в продольном направлении, выступая в качестве гравитационно-волновой антенны. Пьезоэлектрические кристаллы отвечают на вибрацию электрической поляризацией, которую можно измерить. Прохождение гравитационных волн одновременно действует на детекторы, разнесенные на тысячу километров, что позволяет отфильтровать их от шумов. Этот принцип детектирования гравитационных волн до сих пор остается неизменным.

Веберовские датчики были в состоянии заметить смещения торцов цилиндра, равные всего 10 в минус 15-й степени его длины. Именно такие колебания Веберу удалось обнаружить, о чем он впервые и сообщил в 1969 году на страницах Physical Review Letters. Все попытки повторить эти результаты оказались тщетными. Данные Вебера к тому же противоречили теоретическим выкладкам, которые не позволяли ожидать относительных смещений выше 10 в степени минус 18. Не исключено, что Вебер напутал при статистической обработке результатов, но это всего лишь гипотеза. Короче говоря, первая попытка обнаружить гравитационное излучение закончилась неудачей.

В дальнейшем гравитационно-волновые антенны значительно усовершенствовали. Американский физик Уильям Фэрбенк предложил охлаждать их в жидком гелии. Это позволило избавиться от большей части тепловых шумов. К началу 1980-х годов физики из Стэнфордского университета построили установку с чувствительностью порядка 10 в степени минус 18, однако волн не зарегистрировали. Сейчас в ряде стран действуют ультракриогенные вибрационные детекторы гравитационных волн, работающие при температурах, лишь на десятые и сотые доли градуса выше абсолютного нуля. Такова, например, установка AURIGA в итальянском городе Падуе. Антенной для нее служит трехметровый цилиндр из алюминиево-магниевого сплава, диаметр которого составляет 60 см, а вес 2,3 тонны. Он подвешен в вакуумной камере, охлаждаемой до 0,1 кельвина. Его сотрясения (с частотой порядка 1000 герц) передаются на вспомогательный резонатор массой в 1 кг, который колеблется с такой же частотой, но много большей амплитудой. Эти вибрации регистрируются измерительной аппаратурой и анализируются с помощью компьютера. Чувствительность комплекса AURIGA лежит около 10 в степени минус 21.

Другой способ детектирования гравитационных волн основан на использовании светового интерферометра. Проходящая волна деформирует пространство и изменяет длину каждого плеча интерферометра, растягивая одно и сжимая другое. В результате интерференционная картинка меняется, и это изменение регистрируется. Сегодня самая большая такая установка – американский комплекс LIGO.

aerial-livingston-observatory-ligo

А теперь задумайтесь вот над чем. В 70-е и 80-е годы прошлого века специалисты по гравитации всерьёз надеялись зарегистрировать гравитационные волны. Есть формулы для величины гравитационных волн, чувствительность приборов тоже известна. Специалисты по гравитации, наверное, делали какие-то расчёты, чтобы показать, что они РЕАЛЬНО способны зарегистрировать гравитационные волны. Иначе бы им не выделили средств. Но наступил 21 век. Чувствительность приборов выросла в тысячи раз, а гравитационные волны всё равно не обнаружили. Вывод: в 70-е и 80-е годы прошлого века обнаружить гравитационные волны было НЕ РЕАЛЬНО. А специалисты думали и даже были уверены, что реально. Вывод, они плохо понимали тему. То есть НЕ БЫЛИ специалистами. А сегодняшние специалисты их ученики и работают ещё с ТЕМИ специалистами. Как можно им верить?

А теперь факты.

  1. LIGO состоит из двух обсерваторий: в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон), удалённых друг от друга на 3002 километра. Поскольку скорость распространения гравитационных волн, как ожидают, равна скорости света, это расстояние даёт разницу в 10 миллисекунд, которая позволит определить направление на источник зарегистрированного сигнала.
  2. Международное научное сообщество LIGO представляет собой растущую с каждым годом группу исследователей: около 40 научно-исследовательских институтов и 600 отдельных учёных работают над анализом данных, поступающих с LIGO и других обсерваторий.
  3. Проект финансируется американским Национальным научным фондом. Его стоимость 365 миллионов долларов. Этот проект самый амбициозный среди всех когда-либо финансировавшихся фондом.
  4. За 15 лет работы LIGO было зарегистрировано ВСЕГО одно событие. А точнее, всего одно заявление об одном событии.

Вопрос. Если бы инвесторы проекта LIGO знали, что за 15 лет НИЧЕГО не будет, а потом будет ВСЕГО ОДНО заявление об одном событии, то стали бы они финансировать проект? Навряд ли.

Проект LIGO несколько раз модернизировался и усовершенствовался. Инвесторы продолжали вкладывать в него деньги.

Вопрос. Если бы НЕ БЫЛО сделано заявление о событии, то согласились бы инвесторы проекта продолжить его финансирование? Да или нет? А если нет, то вся коллаборация из сорока институтов осталась бы без работы. К этому следует добавить, что в этом году исполняется 100 лет с момента создания общей теории относительности.

И самое главное. Отличительная особенность науки – способность к воспроизведению полученных результатов. А как повторить слияние 2-х чёрных дыр, чтобы всё это проверить?

На фото два наложенных сигнала от двух установок LIGO, которые интерпретировались, как столкновение двух чёрных дыр.

Кто сможет опровергнуть или подтвердить подобную интерпретацию?

При написании текста использована информация из Википедии: (https://ru.wikipedia.org/wiki/LIGO)  и «Троицкого варианта»:

(http://trv-science.ru/2016/02/12/gravitacionnye-volny-doroga-k-otkrytiyu/)

Василий Янчилин

Добавить комментарий