Компьютерра - Цифровой журнал «Компьютерра» № 1

Когда этот вопрос прояснится, навскидку?

Если говорить о малых расстояниях, то эксперименты на LHC могут вполне на этот вопрос ответить. И если масштаб дополнительных измерений доступен для LHC, то это дело не очень далекого будущего, сигналы предсказываются такими моделями настолько яркие, что LHC будет вполне способен в этом разобраться. А большие расстояния, ну, это тоже не безумно далеко. Потому что космологические наблюдения, наблюдения астрономического типа, которые говорят о свойствах Вселенной, очень быстро прогрессируют, и не очень далеко будет видно, как именно ускорялась Вселенная в недалеком прошлом. И отсюда можно будет делать выводы о том, что это такое — темная энергия, или это космологическая постоянная, или новая гравитация на больших расстояниях.

Недалекое прошлое — это какое?

Это последние 8 миллиардов лет, по космологическим масштабам это недалекое прошлое. Вселенная, вообще-то, существует 14 миллиардов лет, речь идет примерно о половине возраста Вселенной.

В физическом минимуме В. Гинзбурга есть пункты «Экспериментальная проверка общей теории относительности» и «Гравитационные волны и их детектирование». О каких экспериментах идет речь?

Экспериментальная проверка общей теории относительности — это деятельность, текущая вовсю. Общая теория относительности, помимо классических эффектов, которые были обнаружены еще при жизни Эйнштейна, предсказывает многообразные эффекты: в распространении света, в поведении тела на земной орбите и так далее. Проверки ведутся постоянно, усовершенствуются. Есть хорошая статья на эту тему — Турышева в «Успехах физических наук», вполне доступная для чтения. Он сделал обзор таких экспериментов. Все, что я могу здесь сказать — это дать ссылку на этот материал, потому что подробностей экспериментов я не знаю. Это одно. И второе — гравитационные волны. Нет сомнений в том, что они существуют. По движению двойных пульсаров видно, что они излучают гравитационные волны, из-за этого уменьшается размер орбит, теряется энергия, и это вполне соответствует общей теории относительности. Так что в этом смысле нет сомнений, что гравитационные волны излучаются, как предсказал Эйнштейн. Это вопрос решенный. Несмотря на то, что их открытие как таковых еще не состоялось, и нет самих наблюдений.

А какие эксперименты проводятся по регистрации гравитационно-волнового сигнала?

Сейчас есть несколько больших детекторов. Самые крупные — LIGO в Америке и VIRGO в Европе, они имеют примерно одинаковую чувствительность. Было бы, наверно, чересчур оптимистично надеяться, что на них будет зарегистрирован гравитационно-волновой сигнал, для этого все-таки нужно, чтобы были близкие источники. А рассчитывать на то, что они действительно есть, пожалуй, чересчур оптимистично. На сегодня они вышли на свои проектные параметры и ищут эти источники. Я не думаю, что они их обнаружат, но если это произойдет, то будет большое открытие. Дальше, конечно, планируются эксперименты в космосе.

Проект LISA? Насколько, вообще, реально построить такую установку?

Да. Со временем будет реально. Пока это немножечко прожектерство, но это вопрос технологий и техники эксперимента. Есть еще нерешенные проблемы и экспериментальные вопросы. Если сегодня им сказать — «Давайте, запускайте», они не смогут этого сделать. Например, потому, что зеркала на орбите надо удерживать с фантастической точностью. Иначе все время будет движение зеркал, не связанное ни с какими гравитационными волнами. Их нужно все время поддерживать в правильном положении с очень высокой точностью, и пока эту задачу решать не научились. Но научатся.

А наши ученые принимают участие в таких проектах?

Принимают. Но, к сожалению, я не могу сказать, что они лидеры в этом направлении. Национальных проектов такого сорта по гравитационным волнам нет. Есть небольшие установки и проекты, которые еще окончательно не реализованы, но они обладают чувствительностью пониже, чем LIGO. А в космических экспериментах участвуют, но не на лидирующих ролях.

Эксперименты, подтверждающие общую теорию относительности — чисто методические, или действительно в ней есть сомнения? Чем они мотивированы?

Почему методические? Всякую теорию полезно проверять. Есть много обобщений, расширений общей теории относительности. И теоретически они совершенно не исключены. Поэтому отклонения от общей теории относительности в тонких экспериментах возможны. Не то чтобы я их ждал, но сказать, что их нет, думаю, никто не может. Поэтому это не методические эксперименты. Вообще, любая теория тем лучше, чем точнее она проверена. А чем точнее она проверена, тем больше в нее верится. Это дело правильное и необходимое. Наткнемся на отклонения, в том числе и от общей теории относительности, вот будет задачка: что это такое, в чем дело? А это вполне может быть. Это нормальное движение науки. Вы делаете более точный эксперимент, чтобы углубиться в ту область, в которой вы еще не были, по энергиям, или по точностям, и всегда могут быть сюрпризы, таких примеров масса, когда вы натыкаетесь на нечто, чего и не ожидали. Вы думаете, что общая теория относительности верна в данном случае, а оказалось, что она на каком-то уровне перестает быть верной.