Поиск первичных гравитационных волн

Сохранить в закладки
7431
13
Сохранить в закладки

Физик Алексей Старобинский о перспективах открытия гравитационных волн, инфляционной теории ранней Вселенной и скалярных возмущениях

Какие перспективы откроет обнаружение первичных гравитационных волн? Как инфляционная теория объясняет зарождение Вселенной? Какие задачи пытаются решить исследователи экспериментов Planck и BICEP2? На эти и другие вопросы отвечает доктор физико-математических наук Алексей Старобинский.

Возникновение гравитационных волн было предсказано инфляционной теорией ранней Вселенной. Это теория, в которой вводится гипотеза о том, что стадии горячего Большого взрыва, о которой уже было известно, начиная с работ Гамова и его коллег 1950–1960-х годов, предшествует катодная стадия, на которой Вселенная расширялась очень быстро, почти по экспоненциальному закону, в то время как на стадии Большого взрыва она расширялась по степенному закону. И на последующих стадиях, вплоть до недавнего времени, она расширялась тоже по степенному закону. На мой взгляд, главное достоинство инфляционной теории в том, что она дает четкие наблюдательные предсказания относительно спектров, неоднородности пространства-времени двух типов. И первые так называемые скалярные возмущения, возмущения плотности, — это то, из чего образовались связанные компактные объекты Вселенной: скопления галактик, галактики, звезды, планеты, в конечном счете мы сами. Эти предсказания уже проверены не только качественно, но и количественно, с точностью до предсказания в форме некой функции, скажем, где функция должна быть почти плоской, должна иметь небольшой наклон.

Одновременно с проверенными предсказаниями есть предсказания о том, что должно быть несколько гравитационных волн. Теория состоит в том, что их должно быть немного меньше, чем скалярных возмущений. Вводится некоторая величина, которую мы обозначаем r, которая есть отношение квадратов амплитуд гравитационных волн к квадрату амплитуды скалярных возмущений. Так вот, общее предсказание инфляционных теорий состоит в том, что первые гравитационные волны должны быть первичными, поскольку они возникли в тот момент, когда еще никаких компактных объектов, никаких двойных звезд не было. То гравитационное излучение, которое сейчас открыто (косвенным образом, не прямым — по наблюдению эволюции двойных радиопульсаров две близко вращающиеся звезды теряют энергию из-за гравитационного излучения), — это изменение периода вращения измерено, оно оказалось именно таким, которое предсказывается по теории относительности Эйнштейна.

Над материалом работали

Читайте также

Внеси свой вклад в дело просвещения!
visa
master-card
illustration