Март 25, 2016 – 15 Adar II 5776
«Чириканье» черных дыр

image

Впервые зафиксированы гравитационные волны  

Вне всяких сомнений, это одно из крупнейших открытий нашей эпохи, которое уверенно может претендовать на Нобелевскую премию. Об успешном эксперименте астрофизики сообщили на пресс-конференции, которая состоялась в Вашингтоне, а журнал Physical Review Letters опубликовал результаты их работы.
Альберт Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн в разработанной им в 1915–1916 гг. общей теории относительности, то есть ровно 100 лет назад. Все постулаты теории постепенно находили подтверждение. Но вот гравитационные волны ученые никак не могли зарегистрировать. До сих пор удалось обнаружить лишь косвенные доказательства их существования. В 1974 г. Рассел Халс и Джозеф Тейлор открыли двойной пульсар. Эти быстро вращающиеся вокруг своей оси нейтронные звезды обращаются одна вокруг другой по очень малой орбите. Из теории Эйнштейна следовало, что такая система должна испускать сильное гравитационное излучение и из-за этого медленно терять энергию. А это должно приводить к постепенному уменьшению периода орбитального движения пульсаров. И действительно, оказалось, что орбита каждого пульсара со временем уменьшается – как минимум на 3,5 м в год, что укладывалось в постулаты общей теории относительности. Исследователи за это открытие получили в 1993 г. Нобелевскую премию.
И вот 14 сентября прошлого года гравитационные волны удалось зафиксировать. Это было сделано при помощи двух американских детекторов LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория). Они расположены в штатах Вашингтон и Луизиана. На протяжении нескольких последующих пяти месяцев получение сигнала подтверждала мощная команда исследователей, в которую входят около 1000 ученых из 16 стран.
На расстоянии более миллиарда световых лет от Земли две черные дыры массами в 29 и 36 масс Солнца слились в одну, что привело к появлению гравитационных волн, следы которых и «поймали» ученые. Это был крупнейший космический катаклизм, который удалось зарегистрировать исследователям. Он оказался гораздо мощнее всплесков гамма-излучения или взрывов, которыми сопровождается появление сверхновых звезд. Ученые поначалу собирались пересчитать мощность выделяемой при слиянии черных дыр энергии в тротиловом эквиваленте, как это делается при описании взрывов водородных бомб, но получалось столь монументальное число, что его вряд ли восприняли бы должным образом непосвященные люди. В мгновение ока сливающиеся черные дыры выделили намного больше энергии, чем в тот же самый момент излучили все звезды во Вселенной.
Но, конечно же, никто бы не заметил явных признаков катаклизма, потому что гравитационные волны не видны. Мы не обращаем внимания на их существование, точно так же как не ощущаем присутствия нейтрино, миллиарды которых в каждую секунду пронизывают наши тела. Гравитационные волны еще более иллюзорны, потому что они являются рябью, которая расходится по «ткани» пространства-времени. Их позволили зарегистрировать детекторы LIGO, которые придали новый смысл исследованиям Вселенной.

Сергей ГАВРИЛОВ

Дилемма биотоплива

Парниковый эффект или еды вдоволь?

Ученые подсчитали, что если бы мы увеличили масштабы возделывания растений, используемых в качестве биотоплива, то обозначился бы недостаток пищи для сотен миллионов людей. Биотопливо является экологически чистой альтернативой ископаемым энергоносителям. Правда, при его сжигании выделяется двуокись углерода, но она поглощается растениями во время их роста. Таким образом, увеличение концентрации этого газа, способствующее парниковому эффекту, не происходит. Идеалом представляется полная замена ископаемых энергоносителей на биотопливо. В этом случае баланс поступления в атмосферу углекислого газа и его использования поддерживался бы на нулевом уровне.
На самом же деле это невозможно осуществить без потерь. Площадь обрабатываемых земель ограниченна. И если выращивать больше растительных культур для производства биотоплива, то уменьшится производство сельскохозяйственных культур, которые используются в качестве продовольствия. Исследователи из Университета Виргинии (США) решили подсчитать, сколько бы мы потеряли продуктов питания в глобальном масштабе, если бы увеличили возделывание растений для биотоплива.

Сергей ХАУДРИНГ

Подписаться на газету в печатном виде вы можете здесь, в электронном виде здесь, купить актуальный номер газеты с доставкой по почте здесь, заказать ознакомительный экземпляр здесь