Казанские ученые разгадывают тайну Вселенной

Казанские ученые столкнулись с проблемами на пути разгадки великой тайны происхождения Вселенной и, возможно, остановились в шаге от переворота в науке.

Специалисты научного центра «Дулкын» при Академии наук Татарстана занялись проблемой обнаружения гравитационных волн. Их существование предсказал ещё А. Эйнштейн. Чтобы обнаружить эти волны, казанские ученые построили детектор, который располагается в углубленной на 12 метров подземной лаборатории Государственного института прикладной оптики (ГИПО). Однако сейчас он находится в законсервированном состоянии. Причина банальна – прекращено финансирование проекта. Хотя эти исследования могут привести к прорыву, который полностью поменяет представления о мироздании.

Корреспондент 116.ru встретился с группой ученых центра «Дулкын» и узнал подробности этого проекта.

«Господин Эксперимент»

Эксперименты по обнаружению гравитационных волн начались в Казани 16 лет назад. В подвале научного центра был построен детектор – своего рода «ловушка» для этих самых волн. Основной его элемент представляет собой купол, под которым расположена система лазерных лучей и зеркал, построенных по принципу многоугольника. В куполе во время работы прибора создается космический вакуум, поддерживается постоянная температура и полное спокойствие, чтобы ни одна молекула не шелохнулась. Ведь прибор способен отследить колебание зеркала, сопоставимое с размером атома водорода! Именно такие колебания, вызванные гравитационными волнами, и надеются зафиксировать ученые.

«Идея, которая нами разрабатывается, – это детектирование периодических гравитационных волн, – рассказывает ведущий научный сотрудник НЦ «Дулкын» Ринат Даишев. – То есть тех волн, которые присутствуют постоянно. Например, они могут возникать за счет вращения одной звезды вокруг другой. Все же иностранные детекторы, которые сейчас есть в мире, настроены на волны, излучаемые только при взрыве сверхновой звезды. Эти приборы чрезвычайно дороги и очень громоздки (вплоть до нескольких км), поэтому мы отказались от этого принципа и создали компактный детектор. И если правильно подобрать параметры, то есть возможность зафиксировать гравитационные волны на земле. Но для этого потребуется длительное время наблюдения, Только в этом случае очень слабый сигнал нужно «вытащить» из очень больших шумов. А шумы могут быть разными: сейсмические, от работы самого прибора и так далее».

По словам Рината Даишева, в настоящее время нет однозначного объяснения феномена притяжения тел. Мы до сих пор не знаем достоверно, почему тела притягиваются и что такое гравитационное поле. Ньютон лишь описал это явление, но не объяснил его.

«Эйнштейн первым попытался дать объяснение, – продолжает ученый. – Он утверждал, что гравитационного поля как физического (например, электромагнитного) нет, а феномен притяжения объясняется тем, что пространство и время искривлены. Именно эту кривизну, с его точки зрения, мы и чувствуем, как притяжение тел. Существуют и другие гипотезы, которые по-другому объясняют это явление. Они тоже предсказывают существование гравитационных волн, но, в отличие от теории Эйнштейна, предсказывают другие их характеристики. И если бы мы детектировали гравитационные волны, определили с большой точностью их параметры, мы смогли бы найти ответ на вопрос, какая из этих теорий верна и понять, наконец, в чём сущность явления. На все вопросы сможет ответить только «господин Эксперимент».

Уникальный прибор

Все приборы, действующие сейчас в мире, рассчитаны только на вспышечные источники. Гравитационные волны от таких взрывов возникнут, промчатся и исчезнут. Детекторов, способных зафиксировать постоянное излучение, кроме как в Казани, нигде на земле пока нет. Похожий европейский проект под названием LISA будет запущен только в 2015 году – прибор отправят в космос.

«Можно говорить о том, что у нас уникальный для всего мира детектор. Он обладает самой высокой чувствительностью, и этот приоритет мы будем держать как минимум еще пять лет, – подхватывает старший научный сотрудник НЦ «Дулкын» Александр Скочилов. – Наши исследования помогут глубже понять природу гравитации. К примеру, была открыта «темная энергия». Возможно, она связана с теорией гравитации и искривлением пространства. Тогда понимание ее сути может дать ключ доступа к такой энергии, которую можно брать просто из пространства».

«А факт, что гравитационные волны пока не удалось зафиксировать, говорит о том, что либо их вообще нет, либо чувствительность прибора маленькая и нужно ее увеличить, – тут же добавляет директор научного центра Зуфар Мурзаханов. – И поэтому научный мир озабочен: если гравитационных волн нет, то всю теорию о происхождении Вселенной нужно полностью менять».

Стоп машина

Однако как только казанские ученые серьезно продвинулись в своих исследованиях, делу помешало банальное отсутствие финансирования. Кроме того, проблему усугубил мировой экономический кризис. Работы завершились в июне этого года, когда были потрачены последние деньги. Эксперимент длился в течение полугода. Ученые вели ежесуточные наблюдения, с наибольшей достигнутой в настоящее время точностью подтвердили один из основополагающих принципов общей теории относительности – принцип эквивалентности Эйншейна применительно к часам различной физической природы. Они в этом достигли мирового рекорда. Никто в мире таких результатов не добился. Специалисты опубликовали итоги своей работы…

Но больше денег им не выделяли. Детектор пришлось законсервировать, а эксперименты приостановить, экспериментальную группу уникальных специалистов распустить. Хотя именно сейчас, по словам ученых, наступил тот момент, когда нужно двигаться дальше.

«На следующем этапе мы планируем повысить точность наших измерений в тысячу раз. Все за счет полученных в ходе предыдущих экспериментов знаний. Мы знаем, как надо строить этот прибор, сколько это будет стоить, сколько времени займет и какие нужны условия, – говорит Ринат Даишев.- Для того чтобы добиться результата, чтобы серьезно продвинуться в каком-то направлении необходимо устойчивое финансирование».

Правительство республики пока отвечает, что деньги выделяются только на социально значимые проекты. Однако именно фундаментальные научные исследования в будущем принесут огромную пользу, сетуют ученые. Для сравнения: на подобные проекты за границей тратятся миллиарды долларов. Казанская же научная группа добилась уникальных результатов, не потратив и миллиона долларов. Требовать же немедленных результатов, по мнению ученых, как минимум недальновидно. Как говорит Ринат Даишев, фундаментальные открытия по прошествии определенного времени приобретают огромную практическую ценность и хорошая наука всегда окупается. А мгновенную отдачу от вложений в науку обещают только шарлатаны.

«Поэтому вопрос: «Какое народнохозяйственное значение имеет обнаружение гравитационных волн?» – это самый глупый вопрос», – заключает Зуфар Мурзаханов.

Пока же ученые находятся в полном неведении, когда начнется финансирование и начнется ли оно вообще. Сейчас для создания детектора второго уровня требуется 30 млн рублей и три года.