Наука простыми словами — что такое гравитационные волны?

Гравитация — доминирующая сила во Вселенной, но она не так проста как кажется. Если с силой притяжения двух объектов друг к другу вы уже разобрались, пришло время выйти на новый уровень понимания.

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны отправиться в прошлое, в 1916 год. Это год, когда знаменитый физик Альберт Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности. Эйнштейн придумал, как объяснить гравитацию во Вселенной с помощью математики. Гравитация — это сила, которая удерживает нас на Земле, а Земля вращается вокруг Солнца. До 1916 года существовало множество теорий, пытавшихся объяснить, что такое гравитация и почему она существует. Но Эйнштейн предположил, что гравитация — это искривление чего-то, называемого пространством-временем.

Вы можете думать о пространстве-времени как о ткани Вселенной. Это то, из чего состоит пространство, в котором мы живем. Сама Вселенная и есть это пространство-время. Искривленное пространство-время отвечает за эффекты гравитации. Батут — отличный способ изобразить это на плоской поверхности.

Представьте, что вы помещаете тяжелый шар для боулинга в центр батута — его масса прогибает ткань и создает провал. Теперь, если мы попытаемся прокатить обычный футбольный мяч по батуту, он покатится внутрь, по спирали приближаясь к шару для боулинга. Вот и вся гравитация: искажение пространственно-временной ткани, влияющее на движение вещей.

Именно это помогли объяснить знаменитые уравнения Эйнштейна — как мы можем ожидать, что пространство-время будет двигаться при различных условиях. Мы знаем, что во Вселенной ничто не стоит на месте. Все всегда движется, и когда объекты ускоряются в пространстве-времени, они могут создавать небольшую рябь. Эти колебания и есть то, что принято называть гравитационными волнами. Наша Вселенная, вероятно, полна этих крошечных волн, как океан с волнами, движущимися во всех направлениях.

Но в отличие от океана, гравитационные волны невероятно малы. Когда Эйнштейн впервые предсказал это, он сомневался, что мы когда-нибудь сможем их обнаружить, потому что они должны быть на столько незаметны, что ими можно было бы пренебречь. Когда гравитационная волна проходит через Землю, она сжимает или растягивает всю планету в направлении своего движения. Если бы мы попытались измерить его чем-то вроде линейки, линейка оказалась бы той же длины, потому что засечки на линейке также растянулись бы или сжались. Как итог — ничего не изменилось бы.

Но у нас есть одна хитрость: свет может пройти строго определенное расстояние за определенное время. Если пространство растянуто, свет должен пройти немного дальше, или на это уйдет больше времени (если пространство сжато). Измерения необходимо выполнять сразу в двух направлениях, чтобы точно установить параметры проходящей волны.

Разница в расстоянии, которое ищут ученые в 1000 раз меньше чем размер протона, но важность таких колебаний трудно переоценить. Гравитационные волны дали нам новый взгляд на нашу Вселенную, позволив нам "видеть" такие вещи, как столкновение черных дыр и нейтронных звезд, потому что мы, наконец, можем обнаружить крошечную рябь, которую они создают.

Читайте также

ИИ открыл тайны британского мореплавания

ИИ открыл тайны британского мореплавания

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики