У кастрычніку мінулага года я запрасіў прафесара Стывена Хокінга пракаментаваць паведамленне пра першае выяўленне гравітацыйных хваляў ад сутыкнення дзвюх нейтронных зорак. Тагачаснае яго інтэрв'ю аказалася апошнім.
Гэта астранамічная падзея мела эпахальнае значэнне — адразу пасля атрымання сігналу аб гравітацыйным узбурэнні тэлескопы усяго свету павярнуліся ў бок участка неба, дзе адбылося гэта неверагоднае сутыкненне.
Гэта азначала, што астраномы не толькі зафіксавалі узбурэнні ў структуры прасторы-часу, але і ўпершыню назіралі, што адбываецца пры сутыкненні двух неверагодна масіўных аб'ектаў.
Ніхто не мог бы растлумачыць гэтую з'яву лепш, чым прафесар Хокінг. Тады мне ўдалося выкарыстаць толькі адну фразу з гутаркі з ім, але цяпер я аднавіў поўны тэкст таго інтэрв'ю.
* * *
Кароткі слоўнік ад «Нашае Нівы»
Нейтронная зорка — зорка, якая складаецца з нейтроннага рэчыва і, хутчэй за ўсё, мае ўласнае магнітнае поле. Нейтроннае рэчыва ўтвараецца, калі пратоны і электроны зліваюцца ў нейтроны, і можа ўтрымлівацца ў выглядзе шара ўласнымі гравітацыйнымі сіламі. Шчыльнасць такога рэчыва дасягае мільярдаў тон на кубічны сантыметр (напрыклад, маса звычайнай зоркі — Сонца — змяшчаецца ў шары дыяметрам усяго 30 км).
Прастора-час — фізічная мадэль, якая разглядае прастору і час як адзіную бесперапынную канструкцыю. Паводле некаторых тлумачэнняў, гэтае паняцце можа быць сінонімам да тэрміна «быццё».
Чорная дзірка — вобласць у прасторы-часе, гравітацыйнае прыцягненне якой настолькі вялікае, што пакінуць яе не могуць нават аб'екты, якія рухаюцца з хуткасцю святла, у тым ліку кванты самога святла. Падрабязная прырода і ўласцівасці чорных дзір дагэтуль невядомыя.
Гравітацыйныя хвалі. Амаль любая падзея, якая суправаджаецца паскораным рухам масы (напрыклад, кручэнне планеты вакол зоркі), спараджае гравітацыйныя хвалі. Каб уявіць гравітацыйныя хвалі, можна кінуць у ваду вялікі камень. Сутыкненне вады з камнем змадэлюе сутыкненне дзвюх чорных дзірак, і вы пабачыце хвалі, якія будуць з'яўляцца мадэллю гравітацыйных хваляў, што ўплываюць на прастору і скажаюць яе.
* * *
— Наколькі важна для навукі выяўленне сутыкнення дзвюх нейтронных зорак?
— Гэта па-сапраўднаму знамянальная падзея. Гаворка ідзе пра першае ў гісторыі выяўленне крыніцы гравітацыйных хваляў з электрамагнітным складнікам. Гэтае назіранне пацвярджае, што пры такім сутыкненні нейтронных зорак узнікаюць магутныя выкіды гама-выпраменьвання. Яно дае нам новы метад вызначэння адлегласцяў у касмалогіі. І яно многае кажа нам аб паводзінах матэрыі з неверагодна высокай шчыльнасцю.
Так сутыкаюцца нейтронныя зоркі ва ўяўленні мастака-астранома
— Што мы даведаемся аб электрамагнітных хвалях, якія спарадзіла гэтае сутыкненне?
— Электрамагнітны ўсплёск кажа нам аб дакладным размяшчэнні гэтых аб'ектаў у Сусвеце. Ён таксама дае нам дадзеныя аб «чырвоным зруху» гэтай падзеі. Гравітацыйныя хвалі сведчаць аб яе інтэнсіўнасці. Спалучэнне гэтых дадзеных дае нам новы спосаб вымярэння адлегласцяў у касмалогіі. Гэта першая ступень у тым, што павінна стаць новай касмалагічнай лесвіцай або шкалой.
— Ці дапаможа гэта зразумець працэс фарміравання чорных дзіраў?
— Тэарэтычна было даўно зразумела, што чорная дзірка можа стаць вынікам сутыкнення і зліцця двух нейтронных зорак. Гэта першае назіранне, якое пацвярджае тэорыю. Такое сутыкненне, верагодна, спараджае супермасіўную нейтронную зорку, якая вельмі хутка верціцца, калапсуе і ўтварае чорную дзірку.
Гэты працэс моцна адрозніваецца ад іншых спосабаў утварэння чорных дзір, напрыклад, у выніку выбуху звышновай або калі нейтронная зорка забірае энергію ў нармальнае зоркі. Дасканальны аналіз атрыманых дадзеных і мадэляванне зорных працэсаў на суперкамп'ютарах дасць нам масу новых уяўленняў аб дынаміцы ўтварэння чорных дзір і выкідаў гама-выпраменьвання.
— Ці можа дапамагчы выяўленне гравітацыйных хваляў у разуменні ўзаемадзеяння прасторы-часу і гравітацыі, і змяніць нашы ўяўленні пра эвалюцыю Сусвету?
— Так, па-за ўсякім сумневам. Незалежная касмалагічныя шкала адлегласцяў можа або даць пацверджанне касмалагічных назіранняў, або прывесці да неверагодных адкрыццяў. Назіранні гравітацыйных хваляў дазваляюць нам правяраць справядлівасць палажэнняў агульнай тэорыі адноснасці ў сітуацыях, калі гравітацыйнае поле з'яўляецца моцным і дынамічным. Некаторыя фізікі лічаць, што агульная тэорыя адноснасці мае патрэбу ў пераглядзе, каб пазбегнуць выкарыстання такіх паняццяў як чорная энергія і чорная матэрыя. Гравітацыйныя хвалі падаюць нам новы метад пошуку з'яваў, якія не ўкладваюцца ў агульную тэорыю адноснасці. Мы ўпершыню пачулі гук гравітацыйных хваляў і толькі пачынаем усведамляць, што адбылося.
— Ці можна сказаць, што сутыкненне нейтронных зорак з'яўляецца адным з нямногіх працэсаў, а можа быць, і адзіным працэсам фарміравання золата ў Сусвеце? Ці можа яно растлумачыць той факт, што золата так рэдка сустракаецца на Зямлі?
— Так, сутыкненне нейтронных зорак спараджае адзін з магчымых шляхоў утварэння золата. Яно можа таксама ўзнікаць у працэсе захопу хуткіх нейтронаў пры выбуху звышновае зоркі. Золата — рэдкі элемент паўсюль, не толькі на Зямлі. Золата сустракаецца рэдка, таму што ў энергіі сувязяў у ядры пікавая велічыня — ў жалеза, таму больш цяжкія элементы нараджаюцца з меншай верагоднасцю. Ядзерным сілам трэба пераадолець больш моцнае электрамагнітнае адштурхванне, каб утварылася ўстойлівае цяжкае ядро, такое як золата.
Чытайце таксама:
«Я прадаў больш кніг пра фізіку, чым Мадонна пра сэкс»: самыя знакамітыя цытаты Стывена Хокінга
Стала вядома апошняе адкрыццё Стывена Хокінга, за якое ён мог бы атрымаць Нобелеўскую прэмію
