День 14 сентября 2015 года станет знаковым в истории науки. В этот день мы открыли беспрецедентное окно во Вселенную. Но история началась в галактике, находящейся на очень, очень большом отдалении от нас. Около 1,3 миллиарда лет назад две черные дыры – каждая по массе в тридцать раз больше нашего Солнца – столкнулись друг с другом, предварительно описав готовокружительную сходящуюся смертельную спираль.

Это событие было настолько катастрофическим, что гигантские волны, прокатившись по всей Вселенной, прорвали саму структуру пространствавремени. Промчавшись со скоростью света, они в итоге достигли Земли в сентябре 2015 года. К счастью, от нас требовалось всего-то включить прибор, способный уловить их. Новые случаи фиксации гравитационных волн, возникших в результате слияния черных дыр, последовали в декабре 2015-го, январе и августе 2017 года. Струйка превратится в поток и подобное станет происходить все чаще.

Первоначальное открытие знаменовало столетие с момента предсказания этого события. В 1915 году Альберт Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн в рамках своей общей теории относительности. Но столь длительное время, потребовавшееся для подтверждения данной гипотезы и фактического обнаружения волн, объясняется тем, что, добравшись до Земли, эти волны становятся очень слабыми и трудноуловимыми. Они затухают подобно ряби на поверхности пруда, в который упал камень, а 1,3 миллиарда световых лет – действительно долгий путь для любого путешественника.

Гравитационные волны зафиксированы лазерным интерферометром гравитационно-волновой обсерватории в штате Вашингтон и в Луизиане. Каждый прибор состоит из двух идентичных 4-километровых полых труб, расположенных под прямым углом друг к другу. Лазерные лучи направлены вдоль по трубе и в конце упираются в зеркала. Как правило, отраженные лазерные лучи возвращаются к своему началу точно в то же самое время.

Однако если гравитационная волна приходит в момент прохождения лазерного пучка света, пространство в одной из труб немного расширяется и сжимается (гравитационные волны являются дестабилизирующим фактором для структуры пространства-времени как таковой). Отсюда следует, что пучок света от одного лазера обгоняет другой.

Лазерный интерферометр настолько чувствительный, что может уловить изменения в расстоянии до зеркал эквивалентного 1/10 000 ширины протона (положительно заряженная частица в центре атома). Это соответствует миллионной части от миллионной части метра. Это то же самое, как если бы расстояние в 40 триллионов километров до Проксимы Центавра (ближайшей к нам после Солнца звезде) изменилось на величину, равную диаметру человеческого волоса.

В октябре 2017 года три ученых, сделавших это открытие, были удостоены Нобелевской премии в области физики. Совершенно очевидно, что открытия носили революционный характер, так как были зафиксированы явления во Вселенной, которые излучают только гравитационные волны. А мы впервые смогли удостовериться в их существовании.