Les scientifiques se préparent à annoncer l'existence d'ondes gravitationnelles
La preuve de l'existence d'ondes gravitationnelles, prédite par la théorie générale de la relativité (GR) d'Albert Einstein, va être présentée par des scientifiques américains jeudi prochain. Ces ondes, selon le micro-blogging du cosmologiste Lawrence Krauss de l'Arizona State University, ont été découvertes par les détecteurs améliorés de l'observatoire LIGO. Nous avons demandé à Pavel IVANOV, un chercheur de premier plan au Département d'astrophysique théorique du Centre d'astrospatiale de l'Institut de physique de Lebedev, d'expliquer aux lecteurs de MK l'importance des ondes gravitationnelles.
Alors, par où tout a-t-il commencé? Si dans un sens global, alors, bien sûr, avec la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein, qui prédit qu'un corps cosmique volant avec une accélération modifiée crée une perturbation de l'espace-temps - une onde gravitationnelle. Indirectement, son existence a déjà été prouvée à la suite de la convergence de systèmes proches d'étoiles binaires - ils ont perdu de l'énergie au rayonnement des ondes gravitationnelles. Mais jusqu'à récemment, il n'était pas possible d'enregistrer les vagues elles-mêmes en raison de leur faible magnitude.
Et maintenant, il est prouvé que le détecteur LIGO, l'appareil le plus sensible à ce jour et spécialement créé pour la fixation des ondes gravitationnelles, a réussi. Il a enregistré des distorsions spatiales après avoir observé la fusion de deux trous noirs massifs avec des masses de 29 et 36 masses solaires. Après la fusion, la masse de l'objet était de 62 masses solaires.
Photo: ru.wikipedia.org
Cette information, en fait, n'a pas fui de LIGO. À la mi-janvier, le théoricien de l'Université de l'Arizona, Lawrence Krauss, a rapporté la sensation sur Twitter. Mais la communauté scientifique n'a commencé à parler sérieusement de la découverte des ondes gravitationnelles qu'après que le physicien théoricien Clifforth Burjess et le site Web de la revue Science aient annoncé la conférence à venir le 11 février.
Alors, qu'attend-on de l'ouverture? Je demande à Ivanov
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- La preuve de l'existence d'ondes gravitationnelles ouvrira une nouvelle fenêtre sur l'univers pour l'humanité. Nous recevrons un outil supplémentaire pour l'étudier à toutes les gammes d'ondes électromagnétiques que nous avons déjà: des ondes radio au rayonnement gamma. Si nous enregistrons de manière fiable les ondes gravitationnelles, nous pouvons en apprendre beaucoup sur les trous noirs, les étoiles à neutrons, leur fusion, leur évolution, etc. Eh bien, à propos de l'Univers lui-même, bien sûr …
Après quoi la recherche des ondes gravitationnelles a commencé?
«Nous savons que de nombreux corps qui perdent de l'énergie émettent des ondes gravitationnelles. Un double pulsar a été découvert, c'est-à-dire deux étoiles à neutrons en orbite l'une par rapport à l'autre. Lorsque nous avons mesuré l'orbite du pulsar, nous avons constaté qu'elle devenait plus petite précisément en raison du rayonnement des ondes gravitationnelles. Uniquement pour ce pulsar, pour la découverte de l'effet de rayonnement, les scientifiques ont reçu le prix Nobel!
Pourquoi est-il si difficile de détecter une onde gravitationnelle?
- Il est très faible: lorsqu'il passe, il provoque un décalage de la longueur de l'instrument d'observation de 10 à -23 fois! Les scientifiques avaient besoin d'énormes fonds et d'efforts pour apprendre à mesurer ces signaux faibles. Et on ne dit pas encore qu'ils ont été découverts … Il existe plusieurs installations expérimentales dans le monde avec l'aide desquelles des spécialistes veulent attraper le déplacement. L'un d'eux est LIGO, un interféromètre laser de plusieurs kilomètres.
«Ainsi, avec l'aide des ondes gravitationnelles, vous pouvez mieux étudier la dynamique des trous noirs. Quelle est la différence avec les ondes électromagnétiques?
- Avec l'aide du rayonnement électromagnétique, l'étude est plus difficile - il y a beaucoup d'incertitudes, il faut toujours prendre en compte la dynamique du gaz …
Si l'existence d'ondes gravitationnelles est prouvée, qui est le principal candidat au prix Nobel?
- Si le prix est décerné, alors, très probablement, non pas aux théoriciens, mais à ceux qui s'occupent d'instruments. Bien que nos scientifiques aient également apporté une grande contribution à la théorie des ondes gravitationnelles. À l'époque soviétique, une telle personne, bien sûr, était Yakov Zeldovich et des représentants de son école, maintenant la direction est dirigée par le membre correspondant de l'Académie russe des sciences Vladimir Braginsky. De collègues étrangers, il collabore sur cette question avec Kip Thorn.
Kip Thorne est-il consultant pour le film Interstellar, qui présente des trous de ver - des tunnels spatio-temporels très populaires?
- Je comprends votre allusion. Mais non, les trous de ver ont un statut complètement différent, à la fois théorique et observationnel. Ce sont des choses bien plus fantastiques que les ondes gravitationnelles, dont nous ne doutons pas.
Mais, comme on l'a compris à partir du film, les trous de ver (ou "trous de ver") sont justement dus aux ondes gravitationnelles …
«Non, ces vagues ne peuvent jamais former un trou de ver. Dans le cadre de la théorie existante, ils ne peuvent pas du tout être réalisés, ils doivent exister initialement, dès le début de l'expansion de l'Univers. Et, pour les soutenir, afin qu'ils ne s'effondrent pas, vous avez besoin d'une substance aux propriétés inhabituelles, qui a une densité d'énergie négative. En général, les trous de ver sont un objet hypothétique, la théorie ne les interdit pas, mais jusqu'à présent, on ne comprend pas en quoi ils devraient consister.
Natalia Vedeneeva
