Кип Торн выступил с лекцией в МГУ
Кип Торн — американский физик и астроном, специалист в области теории гравитации, астрофизики, квантовой теории измерений. В 2017 году Кип Торн с командой ученых стал лауреатом Нобелевской премии по физике за регистрацию гравитационных волн и создание огромной международной коллаборации LIGO. Во время съемок оскароносного фильма К. Нолана «Интерстеллар» Кип Торн был научным консультантом.
Читать лекцию в стенах Московского университета американскому ученому приходится уже не первый раз. Кип Торн на протяжении многих лет поддерживает научные контакты с нашими ведущими специалистами. В своем выступлении он несколько раз выделил выдающуюся работу советских ученых.
Нобелевский лауреат начал свою лекцию с истории изучения им гравитационных волн. Впервые об их существовании заговорил Эйнштейн. Физику удалось их не только предсказать, но и описать. В 1960-х годах гравитационными волнами занялся американский ученый Джозеф Вебер, который стал первым, кто попытался задетектировать их на практике. В 1966 году Кип Торн приезжает в Калифорнийский университет и создает рабочую группу для работы над гравитационными волнами. В 1969 году он посетил Московский университет, где встретил профессора В. Б. Брагинского. Профессор Брагинский построил в университете первый детектор по обнаружению гравитационных волн, но нужного эффекта он так и не смог достичь. Последующие работы ученых с новыми детекторами так же не принесли успеха.
Тогда Кип Торн осознал, что между магнитными волнами и гравитационными есть существенные различия, а это значит, что их невозможно найти одинаковыми методами, что физики пытались делать ранее. Для гравитационных волн нужно особое приспособление. Он понял, что если эти волны будут обнаружены, то они смогут дать человечеству представления об устройстве и работе Вселенной.
В 1972 году американский физик Райнер Вайс придумал новый детектор. Ему удалось идентифицировать все источники шума, с которыми могли бы столкнуться ученые. Инструмент оказался очень точным. Стоит отметить, что за десять лет до этого идея такого аппарата уже была предложена двумя советскими студентами. В 1962 году два российских физика Михаил Евгеньевич Герценштейн (выпускник кафедры физики колебаний МГУ) и Владислав Иванович Пустовойт (выпускник Днепропетровского университета) опубликовали в "Журнале экспериментальной и теоретической физики" статью. В ней для регистрации долгое время казавшихся неуловимыми волн предлагался оригинальный оптический метод с использованием только что созданного лазера и интерферометра Майкельсона. (Заметим, что слово «лазер» в статье взято в кавычки, поскольку этот термин в 1962 году еще не устоялся). Это позволило существенно повысить чувствительность измерений.
Кип Торн услышал о детекторах гравитационных волн, когда заканчивал работу над гравитационными полями и уже был готов к тому, чтобы приступить с командой ученых к созданию нового прибора. Он предложил профессору Брагинскому приехать в Caltech (California Institute of Technology) и возглавить работу по созданию аппарата. В. Б. Брагинский отказался покидать Университет и на протяжении многих лет консультировал американских коллег.
В 1994 году был создан LIGO. LIGO — это лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория. Проект был предложен в 1992 году Кипом Торном, Рональдом Древером из Калифорнийского технологического института и Райнером Вайссом из Массачусетского технологического института.
Кип Торн подчеркнул неоценимую работу, которую внесли в этот проект советские ученые. Большой вклад в открытие гравитационных волн внесла теория Брагинского, а также вычисления и критика советских коллег. В институте прикладной физики Сергеев развивал лазер для изолятора Фарадея. Это помогло LIGO усилить инструментальное оснащение.
В 2001 году Кип Торн оставил LIGO, чтобы заниматься вычислительной физикой. Физик развивал направления, по которым этот проект мог бы двигаться дальше. В 2015 году первый высокоточный детектор был подготовлен для исследования. На следующий день, как только компьютер зафиксировал гравитационные волны, начались эксперименты. В итоге — ученые получили чистые данные, оправдывающие все ранее сделанные предсказания. Это стало очень важным открытием.
В прошлом году команда Торна представила миру новый детектор — VIRGO. С помощью этого детектора удалось уловить сигнал не только из черных дыр, но и из нейтронных звезд, которые движутся по спирали и, отталкиваясь друг от друга, взрываются.
Приборы смогли предоставить огромный объём данных, который обрабатывают ученые со всего мира. Скоро появится новый детектор в Японии, а к 2020 году — в Индии. Чем больше будет детекторов, тем более точные данные можно будет получить. В своей презентации Кип Торн показал фотографии детекторов. Это вакуумные камеры, в которых находятся зеркала и другие приборы, увеличивающие точность измерений. Эти приборы позволяют обмениваться данными и обновлять информацию о наших разработках от Московского университета до США. Приборы состоят из множества компонентов, каждый из которых может неожиданно выйти из строя. Поэтому за ними надо тщательно следить. Кип Торн надеется, что в скором времени благодаря этим приборам можно будет изучать одну чёрную дыру в день, а также пульсары и нейтронные звезды, или вспышки сверхновой!
Кип Торн надеется, что к 2020 годам мы сможем увидеть прошлое на десятки миллионов лет назад.
Д. Савинова