What are gravitational waves? - Amber L. Stuver

Переводчик: Natalia Ost Редактор: Anna Kotova

At about six o'clock in the morning on September 14, 2015,

Примерно в 6 часов утра 14 сентября 2015 года

scientists witnessed something no human had ever seen:

учёные стали свидетелями чего-то небывалого:

two black holes colliding.

столкновения двух чёрных дыр.

Both about 30 times as massive as our Sun,

Обе дыры были примерно в 30 раз тяжелее нашего Солнца

they had been orbiting each other for millions of years.

и кружили вокруг друг друга миллионы лет.

As they got closer together,

По мере сближения

they circled each other faster and faster.

они вращались всё быстрее

Finally, they collided and merged into a single, even bigger, black hole.

и в итоге столкнулись и слились в одну ещё более крупную чёрную дыру.

A fraction of a second before their crash,

За долю секунду до столкновения

they sent a vibration across the universe at the speed of light.

от них через всю вселенную со скоростью света прошла вибрация.

And on Earth, billions of years later,

И миллиарды лет спустя

a detector called the Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,

на Земле

её уловила

лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO.

or LIGO for short,

picked it up.

The signal only lasted a fifth of a second

Сигнал длился всего пятую долю секунды.

and was the detector's first observation of gravitational waves.

Тогда обсерватория впервые зафиксировала гравитационные волны.

What are these ripples in space?

Что такое волны в космосе?

The answer starts with gravity,

Ответ нужно начать с гравитации,

the force that pulls any two objects together.

силы, притягивающей объекты друг к другу.

That's the case for everything In the observable universe.

Она действует на всё в видимой вселенной.

You're pulling on the Earth, the Moon, the Sun, and every single star,

Вы притягиваете Землю и Луну, Солнце и звёзды,

and they're pulling on you.

а они притягивают вас.

The more mass something has, the stronger its gravitational pull.

Чем больше масса, тем сильнее притяжение.

The farther away the object, the lower its pull.

Чем дальше объект, тем слабее притяжение.

If every mass has an effect on every other mass in the universe,

Если любая масса во вселенной действует на любую другую массу,

no matter how small,

даже на мельчайшую,

then changes in gravity can tell us about what those objects are doing.

то изменения гравитации говорят о том, что происходит с объектами.

Fluctuations in the gravity coming from the universe

Колебания гравитации, происходящие во вселенной,

are called gravitational waves.

называются гравитационными волнами.

Gravitational waves move out from what caused them,

Гравитационные волны расходятся от источника,

like ripples on a pond,

как круги на воде,

getting smaller as they travel farther from their center.

уменьшаясь по мере удаления от центра.

But what are they ripples on?

Но это волны на чём?

When Einstein devised his Theory of Relativity,

Когда Эйнштейн предложил свою теорию относительности,

he imagined gravity as a curve in a surface called space-time.

он представлял гравитацию в виде кривизны пространства-времени.

A mass in space creates a depression in space-time,

Масса в центре вызывает девиацию пространства-времени,

and a ball rolling across a depression will curve

и шарик, движущийся по ней, изменит траекторию,

like it's being attracted to the other mass.

словно его притягивает другая масса.

The bigger the mass,

Чем больше масса,

the deeper the depression and the stronger the gravity.

тем сильнее девиация и гравитация.

When the mass making the depression moves, that sends out ripples in space-time.

Когда масса движется, от неё расходятся волны в пространстве-времени.

These are gravitationl waves.

Это и есть гравитационные волны.

What would a gravitational wave feel like?

Какие они, эти волны?

If our bodies were sensitive enough to detect them,

Если бы наши тела были достаточно чувствительны,

we'd feel like we were being stretched sideways

из-за волн мы бы почувствовали, как нас растягивает вширь

while being compressed vertically.

и сжимает по вертикали.

And in the next instant,

А в следующий миг —

stretched up and down while being compressed horizontally,

сжимает по горизонтали и растягивает по вертикали

sideways,

в стороны,

then up and down.

и наоборот.

This back and forth would happen over and over

И так всё время,

as the gravitational wave passed right through you.

пока через вас проходит гравитационная волна.

But this happens on such a minute scale that we can't feel any of it.

Но эти колебания так незначительны, что мы их совсем не ощущаем.

So we've built detectors that can feel it for us.

Для этого мы построили детекторы.

That's what the LIGO detectors do.

Этим занята обсерватория LIGO.

And they're not the only ones.

Не она одна:

There are gravitational wave detectors spread across the world.

обсерватории гравитационных волн есть по всему миру.

These L-shaped instruments have long arms,

Это приборы в виде буквы Г с длинными «руками»,

whose exact length is measured with lasers.

их точную длину определяют лазеры.

If the length changes, it could be because gravitational waves are stretching

Изменение длины может говорить о том, что идёт волна,

от которой длина «руки» увеличивается или уменьшается.

and compressing the arms.

Once the detectors feel a gravitational wave,

Когда детекторы улавливают волну,

scientists can extract information about the wave's source.

учёные могут получить точную информацию о её источнике.

In a way, detectors like LIGO are big gravitational wave radios.

По сути, LIGO и подобные детекторы — это больши́е гравитационные радио.

Radio waves are traveling all around you, but you can't feel them

Мы не чувствуем окружающие нас радиоволны,

or hear the music they carry.

но слышим музыку.

It takes the right kind of detector to extract the music.

Нужен определённый детектор, чтобы получить из них музыку.

LIGO detects a gravitational wave signal,

LIGO улавливает сигнал гравитационной волны,

which scientists then study for data about the object that generated it.

и учёные затем извлекают из него данные об объекте, который его породил.

They can derive information, like its mass and the shape of its orbit.

Они могут получить информацию о массе и орбите объекта.

We can also hear gravitational waves by playing their signals through speakers,

Мы можем услышать гравитационные волны, если вывести их сигнал через динамик,

just like the music a radio extracts from radio waves.

как это делает радио с радиоволнами.

So those two black holes colliding sounds like this.

То столкновение двух чёрных дыр звучит так.

Scientists call this slide whistle-like noise a chirp,

Учёные называют этот свистящий звук «чирп», чириканье.

and it's the signature of any two objects orbiting into each other.

Он характерен для пересечения орбит любых двух объектов.

The black hole collision was just one example

Столкновения чёрных дыр — это только один пример того,

of what gravitational waves can tell us.

о чём нам могут рассказать гравитационные волны.

Other high-energy astronomical events will leave gravitational echoes, too.

Другие крупные астрономические события тоже отзовутся гравитационным эхом.

The collapse of a star before it explodes in a supernova,

Взрыв и образование сверхновой звезды

or a very dense neutron stars colliding.

или столкновение очень плотных нейтронных звёзд.

Every time we create a new tool to look at space,

Каждый раз, создавая новые инструменты для изучения космоса,

we discover something we didn't expect,

мы открываем что-то неожиданное,

something that might revolutionize our understanding of the universe.

революционное для нашего нынешнего понимания вселенной.

LIGO's no different.

LIGO именно такой.

In the short time it's been on,

За недолгое время работы

LIGO's already revealed surprises,

он уже открыл много сюрпризов,

like that black holes collide more often than we ever expected.

к примеру, что чёрные дыры сталкиваются намного чаще, чем мы думали.

It's impossible to say, but exciting to imagine,

Невозможно сказать, но интересно представить,

what revelations may now be propagating across space

какие новые открытия мчатся через пространство

towards our tiny blue planet and its new way of perceiving the universe.

к нашей маленькой голубой планете и как они изменят наш взгляд на вселенную.