НАД ЧЕМ РАБОТАЮТ УЧЕНЫЕ
Скорость гравитации не беспредельна…
«Шоссе — не космос», — иногда говорят инспекторы любителям слишком быстрой езды. Но, оказывается, и во Вселенной существуют свои ограничения скорости. Недавно на сессии Американского астрономического общества в Сиэтле, штат Вашингтон, российский физик Сергей Копейкин, работающий в Университете Миссури, и американец Эдвард Фомалонт из Национальной радиоастрономической обсерватории объявили, что им удалось измерить скорость гравитации. Выходит, положен конец спору, который длится уже почти столетие?
Суть же дела вот в чем…
Исаак Ньютон, открывший закон тяготения, так и не смог выявить ни природу самой силы гравитации, ни скорость ее распространения. И предположил, что она действует мгновенно. Такая точка зрения продержалась в науке довольно долго. Пока в начале XX века Альберт Эйнштейн не предположил, что во Вселенной ничто, в том числе и гравитационные волны, не может распространяться быстрее, чем свет. То есть быстрее, чем 300 000 км/с.
Впрочем, одно дело высказать предположение, совсем другое — его доказать. Сам Эйнштейн сделать этого не смог. Будучи теоретиком, он предпочел оставить поиск доказательств на долю других.
Описания опытов, авторы которых хотели доказать правоту либо Ньютона, либо Эйнштейна, могли бы составить толстенный том. Однако чтение его оказалось бы бесполезным — никому из экспериментаторов так и не удалось добиться результата, который бы не был оспорен другими учеными.
Чтобы прояснить картину, нужен, пожалуй, эксперимент поистине космического масштаба. Если бы удалось освободить Землю от пут гравитации, убрав, скажем, наше светило из центра Солнечной системы. Если прав Ньютон, то Земля мгновенно улетела бы прочь. По Эйнштейну, планета оставалась бы на своей орбите еще 8 минут 20 секунд — такое время требуется свету и гравитации, чтобы добраться от Солнца до Земли.
Копейкин и Фомалонт сумели воспользоваться редкой возможностью, предоставленной природой. В сентябре 2002 года, когда Юпитер заслонил Землю от квазара — мощного природного источника радиоизлучений, — исследователи запросили и скомбинировали результаты наблюдений от десятка радиотелескопов в разных частях планеты, от Гавайев до Германии.
В результате ими с высокой точностью было измерено «виртуальное» смещение квазара, возникшее из-за того, что Юпитер своим мощным гравитационным полем искривлял испускаемые квазаром радиоволны. По величине этого смещения и скорости его распространения исследователи и определили быстроту распространения гравитации. И получили величину в 0,95 скорости света. То есть, говоря иначе, получается, что гравитация распространяется со скоростью, чуть меньшей скорости света или, по крайней мере, равной ей, но никак не большей.
Профессор Калифорнийского университета Стивен Карлип считает эксперимент убедительной демонстрацией теории Эйнштейна. И полагает, что экспериментальный результат важен для пересмотра космологических теорий множественных вселенных, параллельных миров и так называемой теории струн.
В многомерной Вселенной число измерений должно быть больше, чем в привычном нам четырехмерном мире (четвертной координатой считается время). Но поскольку дополнительные пространственные измерения существуют в «свернутом» виде, то мы и не замечаем пребывающих рядом с нами миров с большим числом измерений. Держит все эти миры вместе одна универсальная сила — гравитация. Причем она способна оказывать воздействие и «коротким путем», через дополнительные измерения, пронизывая все со скоростью, превышающей скорость света.
Так гласила теория до недавнего времени. Но если скорость света выше скорости гравитационных волн, выходит, что параллельные миры существовать не могут.
Впрочем, как осторожно выразился не участвовавший в эксперименте физик из Университета Вашингтона Крэг Хоган, если полученные результаты окажутся точными, то они всего лишь приведут к появлению ряда ограничений для теорий, касающихся существования множества вселенных. Но говорить конкретно о характере таких ограничений пока еще рано…
К. ЛОБОВ
Схема природного эксперимента, результатом которого воспользовались исследователи. Движение Юпитера своим тяготением заставляет изображение квазара описывать окружность. А релятивистские эффекты искажают ее, превращая в эллипс.