К 2006 году физики планируют зафиксировать всплеск гравитационных волн.
Гравитационные волны представляют собой распространяющиеся со скоростью света колебания кривизны тяжести, "рябь на поверхности ткани пространства-времени". Можно сказать, что они так относятся к обычной ньютоновской силе тяжести, как электромагнитные волны к кулоновской электростатической силе. Гравитационные волны были предсказаны еще Альбертом Эйнштейном в Общей теории относительности. Их существование косвенно подтверждается характером движения двойных пульсаров, но непосредственно они до сих пор еще не зарегистрированы.
Гравитационные волны излучаются любыми массами вещества, движущимися с переменным ускорением. Гравитационное излучение от доступных в обычных лабораторных условиях масс ничтожно мало. Однако в астрофизических процессах всплески такого излучения могут быть весьма мощными. Так, например, при слиянии двух нейтронных звезд энергия всплеска составляет около 1045 Дж (то есть примерно 1 процент от массы звезд превращается в гравитационную волну). Если такое слияние произошло на расстоянии даже 100 миллионов световых лет от Земли, то и в этом случае, когда волна достигнет нашей планеты, ее интенсивность составит 10-3 Вт/м2.
Как предполагают физики, мощное гравитационное излучение имело место в момент Большого Взрыва и при глобальных фазовых переходах на ранних стадиях развития нашей Вселенной. Мощные всплески такого излучения возникают и при слиянии черных дыр, взрывах сверхновых звезд и других астрофизических катастрофах.
В гравитационной волне содержится информация, которая может существенно расширить представления ученых о структуре Вселенной. Гравитационные волны представляют собой наиболее многообещающую пробу "темной" (нефиксируемой глазом и обычными физическими приборами) материи, которая, по оценкам специалистов, может составлять до 90 процентов всей массы Вселенной.
В настоящее время во многих странах уже работают или создаются крупные установки по детектированию гравитационных волн..
Далее Кип Торн рассказал о двух проектах - наземном и космическом. Проект LIGO включает в себя две гравитационные антенны, расположенные в США на расстоянии несколько тысяч километров друг от друга. Каждая из антенн состоит из двух плеч-интерферометров Фабри-Перо длиной около 4 км, оканчивающихся высококачественными зеркалами из кварца (обсуждается также возможность использования в качестве материала зеркал сапфира). Когда гравитационная волна приходит на детектор, она увеличивает длину одного плеча и уменьшает длину другого. Через полупериод волны все происходит наоборот.
Переходя к научной стороне дела, докладчик сформулировал основной вопрос, стоящий перед учеными: какие данные можно получить при помощи сети лазерных интерферометрических гравитационных антенн? Первое - уловить всплеск при слиянии либо двух нейтронных звезд, либо черных дыр. На уровне чувствительности, соотвествующем первому этапу проекта LIGO, 100-процентной уверенности в успехе у физиков нет. А с реализацией проекта LIGO-II в 2006 году такая уверенность у ученых появляется. Физики надеются, что на этом этапе всплески гравитационных волн от слияния двух нейтронных звезд на расстоянии до миллиарда световых лет от Земли можно будет наблюдать с частотой от двух в год до одного в день, от слияния нейтронных звезд с черными дырами - от одного в год до трех в день. А слияния черных дыр на расстоянии до пяти миллиардов световых лет будут наблюдаться с частотой от одного события в месяц до шести в день.
Ученые предполагают измерить массы, вращательный момент и расстояние до источника гравитационного излучения и, может быть, зафиксировать множество релятивистских гравитационных эффектов, которые до сих пор не были обнаружены.
Например, при слиянии нейтронной звезды с черной дырой последняя разорвет нейтронную звезду, и по фону всплеска можно будет судить о свойствах ядерной материи. При слиянии двух черных дыр физики будут иметь возможность наблюдать динамику скрутки пространства и времени. Это связано с тем, что черные дыры сделаны не из материи, а состоят, по образному выражению Торна, исключительно из кривизны пространства-времени. Черная дыра при своем вращении увлекает за собой окружающее пространство примерно таким же образом, как торнадо закручивает воздух. Форма всплеска несет информацию об этом процессе. Естественно, ученые имеют модель этого процесса и хотят попытаться вычислить на суперкомпьютере форму этого всплеска. Однако Кип Торн полагает, что физики раньше увидят этот всплеск, чем математики его просчитают.
Вполне возможно, что открытие гравитационных волн во всех четырех диапазонах длин волн произведет революцию в нашем понимании Вселенной, сравнимую с той, которая произошла во второй половине ХХ века, когда были созданы телескопы для рентгеновского и гамма-излучений. Реализация этого проекта позволит представить, что творилось во Вселенной в первую секунду ее существования.

Цитируется http://www.poisknews.ru/