Ученые МГУ в составе международной коллаборации открыли низкочастотные гравитационные волны

29 июня 2023 года может стать важной датой в истории науки. В этот день международная группа ученых обнаружила стохастический фон низкочастотных гравитационных волн - чрезвычайно слабый "шум" пространства-времени, приходящий на Землю со всех направлений.

Напомним, в 2015 году были открыты гравитационные волны, которые пойманы наземными интерферометрами LIGO от сливающихся двойных черных дыр или нейтронных звезд. За это исследование группа ученых в 2017 году была удостоена Нобелевской премии. Открытый сейчас стохастический сигнал гравитационных волн - это совсем другое явление. Он создается не одним, а совокупностью большого количества независимых источников или даже случайными флуктуациями пространства-времени в ранней Вселенной.

Для регистрации такого сигнала не требуется создавать специальные дорогостоящие детекторы. Природа сама позаботилась, как можно искать следы слабого "шепота Вселенной". Это сигналы от радиопульсаров, быстро вращающихся нейтронных звезд, которые с 1967 года наблюдаются астрономами. Примечательно, что эта идея была предложена в 1978 году в работе сотрудника Государственного астрономического института им. Штернберга МГУ Михаила Сажина (и независимо - годом позже - американским астрофизиком Детвейлером).

Для регистрации такого шума потребовалось несколько десятилетий регулярного слежения за временами прихода импульсов от нескольких десятков миллисекундных радиопульсаров. Эта программа велась целой сетью мировых радиоантенн в Европе, США, Австралии и Китае. Следы такого шума уже появлялись в данных американской коллаборации NANOGrav, но для доказательства его природы потребовались усилия сотен астрономов и тщательный анализ огромных массивов данных.

"Для окончательного доказательства гравитационно-волновой природы шума требуются новые наблюдения, но уже сейчас ясно, что обнаруженный сигнал с 99,9% вероятностью имеет астрофизическое происхождение", - отметил директор ГАИШ МГУ, член-корреспондент РАН Константин Постнов. В этом открытии, помимо него, приняли участие бывшие выпускники института С. Бабак, Н. Порайко, а также студент 4 курса астрономического отделения физического факультета МГУ Т. Хизриев.

Это открытие позволит узнать, как формировалась наша Вселенная

Это открытие крайне важно для науки, так как стохастический фон содержит ценную информацию о ранней Вселенной, позволяет исследовать ее размер, плотность, взаимодействия на ранних этапах эволюции. Также появляется возможность лучше понять формирование и эволюцию галактик, слияние черных дыр и нейтронных звезд и т.д. Наконец, речь идет о новой физике, о принципиально новом способе зондирования Вселенной.