Проф. Язаджиев: Гравитационните вълни носят информация от ранните моменти на Вселената

На 11.02.2016 г. колаборацията LIGO официално обяви първото пряко регистриране на гравитационните вълни, предсказани още преди 100 години от Общата теория на относителността (ОТО).

Това поставя началото на нова ера в астрофизиката и фундаменталната физика, дава нови "сетива" на човечеството да вижда и да изследва Вселената. А проф. Стойчо Язаджиев може би е най-компетентният специалист в България, който би могъл да ги обясни.

^{Стойчо Язаджиев е доктор на физическите науки и професор в катедра "Теоретична физика" във Физическия факултет на СУ. Бил е стипендиант на фондация “Александър фон Хумболт” и университетите Гьотинген и Тюбинген, Германия. Областите, в които работи са: Теоретична и математическа физика, Физика на пространство-времето и гравитацията, Астрофизика и космология, Диференциална геометрия и топология, Нелинейни частни диференциални уравнения, Числени методи и изчислителна физика. Няколко теореми, неравенства и методи за изчисления, свързани с уравненията на Айнщайн за 4-мерно пространство, носят неговото име. Има 87 публикации в реномирани рецензируеми международни списания. Автор на учебника „Увод в теорията на черните дупки” и съавтор на учебник „Лекции по векторно и тензорно смятане за физици”. Цитиран над 850 пъти, изнасял доклади и преподавал като гост-професор в Олденбург, Кардиф, Тюбинген, Бремен, Париж, Виена и др. По-подробно може да се запознаете с научната дейност на проф. Стойчо Язаджиев тук.}

Проф. Язаджиев, може ли да се каже, че детектирането на гравитационните вълни от колаборацията LIGO потвърждава Общата теория на относителността (ОТО)? Някои Ваши колеги казват, че макар параметрите на детектираните гравитационни вълни да се съгласуват с ОТО, това не доказва, че ОТО е единствената теория, която може да обясни явлението.

Детектирането на гравитационните вълни безспорно потвърждава ОТО, но вратата за алтернативни теории на гравитацията остава отворена. Резултатите на LIGO могат да бъдат обяснени и от т.нар. скаларно-тензорни теории на гравитацията. В тези теории гравитацията се описва не само от метриката на пространство-времето, но и от едно допълнително скаларно поле (или няколко допълнителни скаларни полета). Интересно е да се отбележи, че скаларно-тензорните теории на гравитацията могат да обяснят и ускореното разширение на Вселената, без да се въвежда тъмна енергия.

Адам Рийз изказа предположение, че откритите наскоро гравитационни вълни са всъщност генерирани от сливането на екзотични черни дупки от тъмната материя. Възможно ли е източникът на гравитационните вълни да не са "обикновени" черни дупки? (вж. "Физици: Уловиха тъмна материя, а не просто гравитационни вълни")

Възможно е. Но това в момента е само спекулация. Необходими са още наблюдателни данни, за да се направи сериозно заключение.

След като гравитационните вълни могат да се разпространяват без разсейване, означава ли това, че можем да уловим сигнал от най-първия момент на Големия взрив (преди реликтовия фон)?

Гравитационните вълни (в линеен режим) по принцип могат да се разсейват, макар и слабо. Дали можем да уловим сигнал от най-първия момент на сътворението на Вселената е силно нетривиален въпрос, защото самото сътворение е извън способностите на съвременната физика. Това, което е сигурно, е че гравитационните вълни могат да носят информация от ранните моменти на Вселената. 

Достатъчно ли е детектирането на гравитационните вълни, за да верифицира теорията на квантовата гравитация. Какво още трябва да се случи, за да се докаже, че пространство-времето е дискретно и че частицата на гравитационното взаимодействие - гравитонът - е реална?

Не, не е достатъчно. Честно казано ние сме далече от квантовата гравитация. Все още няма сериозна работеща теория на квантовата гравитация.

Има опити за квантуване на гравитационното поле, но това са само опити. Изобщо казано, не е ясно дали гравитационното поле трябва да се квантува. Без съмнение гравитационните вълни ще помогнат да се разбере по-добре проблема с квантовата гравитация.

Още по темата

14/03/2016

Физика

Гравитационните вълни [Tech OFFNews ep. 2.7]

06/03/2016

Космос

Физици: Уловиха тъмна материя, а не просто гравитационни вълни

25/02/2016

Космос

Успешен тест за европейския космически детектор на гравитационни вълни LISA Pathfinder

24/02/2016

Космос

Една огромна звезда е породила двойката черни дупки, генерирали гравитационните вълни