Читать «Маленькая книга о черных дырах» онлайн - страница 77

Гравитационные волны, зарегистрированные установкой LIGO, кто-то сравнил со звуком; возможно, самую большую известность из всех высказываний руководителей группы LIGO приобрело то, в котором они назвали щебет и стук, которые они услышали, переведя гравитационные волны в звуки (а частота принятых гравитационных волн случайно совпала именно с характерной для звуковых волн частотой в пару сотен герц), «музыкой космоса». Эта аналогия остроумна и глубока, но здесь мы хотели бы подчеркнуть как раз отличие гравитационных волн от звуковых. Звук – распространяющаяся в воздухе волна сжатия. Это означает, что звук состоит из перемежающихся областей высокого и низкого давления, распространяющихся сквозь массу воздуха. Отдельные молекулы газов, из которых состоит воздух, находятся в состоянии постоянного хаотического теплового движения, но «поверх» этих сложных случайных движений участие в звуковой волне заставляет эти молекулы в среднем то подаваться немного вперед к слушателю, когда они вступают в область высокого давления и оно толкает их вперед, то немного сдавать назад от слушателя, когда область низкого давления отсасывает их назад. Это пример продольной волны: здесь слово «продольный» отражает тот факт, что внутреннее движение молекул, составляющее волну, происходит в направлении «вперед-назад» вдоль одной и той же продольной оси, которая определяется направлением распространения волны звука. В отличие от этого, обычный пример поперечной волны – это волна на струне, натянутой горизонтально. Если ударить по одному из концов струны молоточком сверху вниз, можно будет увидеть, как это вертикальное колебание бежит по струне в горизонтальном направлении. Слово «поперечный» обозначает, что внутреннее, локальное движение струны, составляющее собственно волну (в описанном нами примере вертикальное) происходит перпендикулярно к направлению распространения волны (горизонтальному). Гравитационные волны (и световые тоже) – это волны поперечные. Интересно, что, как следует из вышесказанного, при взрыве, где все вещество ускоряется во внешнем направлении в форме идеальной сферической оболочки, никакого гравитационного излучения не возникает. Пытаться таким способом породить гравитационную волну было бы похоже на попытку создать вертикальное поперечное колебание натянутой струны, просто натягивая ее туже, вместо того чтобы стучать по ней молоточком или щипком оттягивать вниз. Со звуком все совершенно иначе: при взрыве разлетающаяся во все стороны оболочка породила бы оглушительный грохот – именно потому, что при взрыве движение происходит в том же направлении вовне, в каком распространяется и сам звук.