Выбрать главу

Гравитационните вълни спадат към най-бързо движещите се обекти, които са предмет на обсъждане във физиката днес. През 2003 г. започнаха да действат първите детектори на гравитационни вълни от голям мащаб — те бяха наречени LIGO (Лазерна интерферометърна гравитационно-вълнова обсерватория) и достигаха дължина от 2,5 мили (около 4,5 км), като едната от тях беше базирана в Ханфорд, Вашингтон, а другата в Ливингстън Периш, Луизиана. Учените се надяват, че LIGO, която струва 365 милиона долара, ще бъде в състояние да открива радиация от сблъскващи се неутронни звезди и черни дупки.

Следващият голям скок ще бъде направен през 2015 г., когато ще бъде изстреляно съвсем ново поколение спътници, които ще анализират гравитационната радиация в открития космос, датираща от мига на Сътворението. Трите спътника, които съставят LISA (Лазерна интерферометърна космическа антена), съвместен проект на NASA и Европейската космическа агенция, ще бъдат изпратени в орбита около Слънцето. Тези спътници ще бъдат в състояние да откриват гравитационни вълни, които са били излъчени по-малко от една трилионна част от една секунда след Големия взрив. Ако гравитационна вълна от Големия взрив, която все още се движи из Вселената, се сблъска с един от тези спътници, тя ще обезпокои лазерните лъчи и това смущение после може да бъде измерено по прецизен начин, което ще ни даде „бебешки снимки“ на мига на самото сътворение.

LISA се състои от три спътника, които се въртят около Слънцето във формата на триъгълник, като всички те са свързани помежду си с лазерни лъчи с дължина от 3 милиона мили (около 5,4 милиона км), което прави от LISA най-големия инструмент на науката, създаван някога. Тази система от три спътника ще се движи в орбита около Слънцето на около 30 милиона мили (около 54 милиона км) от Земята.

Спътниците ще излъчват лазерни лъчи с мощност само половин ват. Чрез сравняването на лазерните лъчи, които идват от другите два спътника, всеки спътник ще бъде в състояние да изгражда интерферентен светлинен модел. Ако гравитационна вълна обезпокои лазерните лъчи, тя ще промени интерферентния модел и спътникът ще бъде в състояние да открие това смущение. (Гравитационната вълна не кара спътниците да вибрират. В действителност тя създава изкривяване в пространството между трите спътника.)

Въпреки че лазерните лъчи са много слаби, тяхната точност е смайваща. Те ще бъдат в състояние да откриват вибрации в рамките на едно на милиард трилиона, което съответства на изместване с големина от една стотна от размера на един атом. Всеки лазерен лъч ще бъде в състояние да открива гравитационна вълна от разстояние, възлизащо на 9 милиарда светлинни години, което обхваща по-голямата част от видимата вселена.

LISA притежава нужната чувствителност, за да може да прави разлика между няколко сценария на „положението преди Големия взрив“. Една от най-горещо обсъжданите теми в теоретичната физика днес е изчисляването на характеристиките на Вселената преди Големия взрив. Понастоящем разширяването може да опише доста добре начина, по който Вселената се е развила след настъпването на Големия взрив. Но то не може да обясни защо изобщо е имало Голям взрив. Целта е да бъдат използвани тези хипотетични модели на ерата преди Големия взрив, за да бъде изчислена гравитационната радиация, излъчена от Големия взрив. Всяка от тези различни теории за положението преди Големия взрив съдържа различни хипотези. Радиацията, излъчена от Големия взрив, която е предсказана от теорията за голямото пръскане, се различава от радиацията, предречена от някои от инфлационните теории, затова LISA ще бъде в състояние да изключи от играта някои от тези теории. Очевидно моделите на положението преди Големия взрив не могат да бъдат проверени директно, тъй като включват разбирането за Вселената преди създаването на самото време, но ние можем да ги проверим индиректно, тъй като всяка от тези теории предсказва различен радиационен спектър, който се е появил по-късно сред Големия взрив.

Физикът Кип Торн пише: „По някое време между 2008 и 2030 г. ще бъдат открити гравитационни вълни от сингулярността на Големия взрив. Ще последва ера, която ще продължи поне до 2050 година. Тези усилия ще разкрият интимни подробности от сингулярността на Големия взрив и по този начин ще потвърдят истинността на твърдението, че някоя версия на струнната теория е вярната квантова теория за гравитацията.“106

Ако LISA не бъде в състояние да прави разлика между различните теории за положението преди Големия взрив, то нейният приемник наблюдателят на Големия взрив (BBO) би могъл да стори това. По предварителен план той трябва да бъде изстрелян през 2025 година. BBO ще бъде в състояние да сканира цялата вселена, за да издири всички бинарни системи, които включват неутронни звезди и черни дупки с маса, хиляда пъти по-малка от масата на Слънцето. Но главната му цел ще бъде да анализира гравитационните вълни, излъчени през инфлационната фаза на Големия взрив. В този смисъл BBO има специалното предназначение да проучи хипотезите в инфлационната теория за Големия взрив.

вернуться

106

Hawking, с. 136.