Просмотр кода страницы Гравитационные волны

{{Другие значения}}
{{Не путать|Внутренние гравитационные волны|внутренними гравитационными волнами}}
{{ОТО}}
[[Файл:Quadrupol Wave.gif|thumb|Поляризованная гравитационная волна]]

'''Гравитацио́нные во́лны''' — изменения [[Гравитационное поле|гравитационного поля]], распространяющиеся подобно [[волна]]м. Излучаются движущимися [[масса]]ми, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс<ref>{{Книга:Физическая энциклопедия||автор=[[Брагинский, Владимир Борисович|Брагинский В. Б.]], Полнарёв А. Г. |статья=Гравитационные волны|ссылка=http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0855.html|страницы=}}</ref>. Математически связаны с возмущением [[Метрика пространства-времени|метрики пространства-времени]] и могут быть описаны как «рябь [[Пространство-время|пространства-времени]]»<ref name=Levin>''Алексей Левин.'' [http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432942/Gravitatsionnye_volny_doroga_k_otkrytiyu Гравитационные волны: дорога к открытию] {{Wayback|url=http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432942/Gravitatsionnye_volny_doroga_k_otkrytiyu |date=20160301181720 }}. «Троицкий вариант». № 3(197), 23 февраля 2016 года.</ref>.

В [[Общая теория относительности|общей теории относительности]] и в некоторых других теориях гравитации гравитационные волны порождаются движением [[Гравитационная масса|массивных]] тел с переменным [[ускорение]]м<ref>{{публикация|1=книга|автор=[[Брагинский, Владимир Борисович|Брагинский В. Б.]]|часть=Гравитационное излучение|заглавие=Физика космоса: Маленькая энциклопедия|год=1986|ответственный=Редкол.: [[Сюняев, Рашид Алиевич|Р. А. Сюняев]] (Гл. ред.) и др|издание=2-е изд|место=М.|издательство=[[Советская энциклопедия (издательство)|Советская энциклопедия]]|тираж=70000|страницы=224—225|страниц=783|ссылка=http://www.astronet.ru/db/FK86/|ссылка часть=http://www.astronet.ru/db/msg/1191763|архив дата=2022-04-01|архив=https://web.archive.org/web/20220401053637/http://www.astronet.ru/db/FK86/}}</ref>. Гравитационные волны свободно распространяются в [[Пространство в физике|пространстве]] со [[скорость света|скоростью света]]. Ввиду относительной слабости гравитационных сил (по сравнению с [[Фундаментальные взаимодействия|прочими]]) эти волны имеют весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации{{переход|#Регистрация гравитационных волн|green}}.

Гравитационные волны предсказываются [[Общая теория относительности|общей теорией относительности]] (ОТО). Впервые они были непосредственно обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории [[LIGO]], на которых были зарегистрированы гравитационные волны, возникшие, вероятно, в результате слияния двух [[Чёрная дыра|чёрных дыр]] и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры{{переход|#Экспериментальное подтверждение существования|green}}. [[Косвенное измерение|Косвенные]] свидетельства их существования были известны с 1970-х годов — ОТО предсказывает совпадающие с наблюдениями темпы сближения [[тесная двойная система|тесных систем двойных звёзд]] за счёт потери энергии на [[Электромагнитное излучение|излучение]] гравитационных волн. Прямая регистрация гравитационных волн и их использование для определения параметров астрофизических процессов является важной задачей современной физики и астрономии.

В рамках ОТО гравитационные волны описываются решениями [[уравнения Эйнштейна|уравнений Эйнштейна]] [[волна|волнового типа]], представляющими собой движущееся [[Скорость света|со скоростью света]] (в линейном приближении) возмущение [[Метрика пространства-времени|метрики пространства-времени]]. Проявлением этого возмущения должно быть, в частности, периодическое изменение расстояния между двумя свободно движущимися (то есть не испытывающими влияния никаких сил) [[Пробное тело|пробными массами]]. Амплитудой {{math|''h''}} гравитационной волны является безразмерная величина — относительное изменение расстояния. Предсказываемые максимальные амплитуды гравитационных волн от астрофизических объектов (например, компактных двойных систем) и явлений (взрывов сверхновых, слияний нейтронных звёзд, захватов звёзд чёрными дырами и т. п.) при измерениях в Солнечной системе весьма малы ({{math|''h''}}=10<sup>−18</sup>—10<sup>−23</sup>). Слабая (линейная) гравитационная волна согласно общей теории относительности переносит энергию и импульс, двигается со скоростью света, является поперечной, [[квадруполь]]ной и описывается двумя независимыми компонентами, расположенными под углом 45° друг к другу (имеет два направления [[Поляризация волн|поляризации]]).

Разные теории по-разному предсказывают [[Скорость гравитации|скорость распространения гравитационных волн]]. В [[Общая теория относительности|общей теории относительности]] она равна скорости света (в линейном приближении). В [[альтернативные теории гравитации|других теориях гравитации]] она может принимать любые значения, в том числе до [[Бесконечность|бесконечности]]. По данным первой регистрации гравитационных волн их [[закон дисперсии|дисперсия]] оказалась совместимой с безмассовым [[гравитон]]ом, а скорость оценена как равная скорости света<ref>[https://meduza.io/news/2016/02/11/uchenye-zafiksirovali-gravitatsionnye-volny Учёные зафиксировали предсказанные Эйнштейном гравитационные волны] {{Wayback|url=https://meduza.io/news/2016/02/11/uchenye-zafiksirovali-gravitatsionnye-volny |date=20160215224728 }}.</ref>. По результатам экспериментов [[LIGO]] пределы скорости гравитационных волн с вероятностью 90 % оцениваются от 0,55 до 1,42 скорости света<ref>{{Cite web |url=https://nplus1.ru/news/2017/10/19/gravity-speed |title=Физики запретили гравитации разгоняться выше 1,4 скорости света |access-date=2021-04-11 |archive-date=2021-04-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210411141340/https://nplus1.ru/news/2017/10/19/gravity-speed |deadlink=no }}</ref><ref>{{статья |автор=Neil Cornish, Diego Blas, and Germano Nardini |заглавие=Bounding the Speed of Gravity with Gravitational Wave Observations |ссылка=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.161102 |язык=en |издание=Physical Review Letters |тип= |год=2017 |месяц=10 |число=18 |том=119 |номер=161102 |страницы= |doi=10.1103/PhysRevLett.119.161102 |issn= |archivedate=2021-04-11 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20210411141338/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.161102 }}</ref>.

Период гравитационных волн может составлять миллионы лет. Частота может изменяться в наногерцах<ref>{{Cite web |url=https://www.vesti.ru/nauka/article/2508997 |title=Обсерватория размером галактику нашла необычные гравитационные волны |access-date=2023-07-08 |archive-date=2023-07-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230708040135/https://www.vesti.ru/nauka/article/2508997 |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.forbes.ru/mneniya/492478-droz-vselennoj-kak-astronomy-otkryli-sotrasenie-prostranstva-cernymi-dyrami|title=Дрожь Вселенной: как астрономы открыли сотрясение пространства черными дырами|lang=ru|website=Forbes.ru|date=2023-07-09|access-date=2024-06-27|archive-date=2024-06-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20240627071503/https://www.forbes.ru/mneniya/492478-droz-vselennoj-kak-astronomy-otkryli-sotrasenie-prostranstva-cernymi-dyrami|url-status=live}}</ref>.

За [[Открытие гравитационных волн|экспериментальное обнаружение]] гравитационных волн была присуждена [[Нобелевская премия]] по физике 2017 года<ref name=nobel>{{Cite web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/|title=The Nobel Prize in Physics 2017|publisher=www.nobelprize.org|accessdate=2017-10-04|archive-date=2018-08-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20180812042721/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/|deadlink=no}}</ref>.

== Генерация гравитационных волн ==
[[Файл:Wavy.gif|thumb|Система из двух [[Нейтронная звезда|нейтронных звёзд]] порождает рябь пространства-времени]]
Гравитационную волну [[Излучение|излучает]] любая материя, движущаяся с асимметричным [[ускорение]]м{{#tag:ref|В первом приближении, если третья производная тензора квадрупольного момента масс системы отлична от нуля, то система будет излучать гравитационные волны<ref name=LandauLifshitz/>.}}. Для возникновения волны существенной [[Амплитуда|амплитуды]] необходимы чрезвычайно большая [[масса]] излучателя или/и огромные ускорения, амплитуда гравитационной волны прямо пропорциональна ''первой производной ускорения'' и массе генератора, то есть <math>  \sim m\frac{da}{dt} </math>. Однако если некоторый объект движется ускоренно, то это означает, что на него действует некоторая сила со стороны другого объекта. В свою очередь, этот другой объект испытывает обратное действие (по третьему [[Законы Ньютона|закону Ньютона]]), при этом оказывается, что {{math|''m''<sub>1</sub>''a''<sub>1</sub> {{=}} − ''m''<sub>2</sub>''a''<sub>2</sub>}}. Получается, что два объекта излучают гравитационные волны только в паре, причём в результате [[интерференция (физика)|интерференции]] они взаимно гасятся почти полностью. Поэтому гравитационное излучение в [[общая теория относительности|общей теории относительности]] всегда носит по [[мультиполь]]ности характер как минимум [[квадруполь]]ного излучения. Кроме того, для [[Релятивистский фактор|нерелятивистских]] излучателей в выражении для интенсивности излучения имеется малый параметр <math>\left(\frac{r_g r^2}{(c T)^3}\right)^2,</math> где <math>r_g</math> — [[гравитационный радиус]] излучателя, {{math|''r''}} — его характерный размер, {{math|''T''}} — характерный период движения, {{math|''c''}} — [[Скорость света|скорость света в вакууме]]<ref>{{Книга:МТУ|т=3|с=205}}</ref>.

Наиболее сильными источниками гравитационных волн являются:
* сталкивающиеся [[галактика|галактики]] (гигантские массы, очень небольшие ускорения),
* [[гравитационный коллапс]] [[Двойная звезда|двойной системы]] компактных объектов (колоссальные ускорения при довольно большой массе). Как частный и наиболее интересный случай — [[Слияние нейтронных звёзд|слияние]] [[Нейтронная звезда|нейтронных звёзд]]. У такой системы [[гравитационно-волновая светимость]] близка к максимально возможной в природе [[планковская светимость|планковской светимости]]<ref name="Lipunov">{{статья|автор=[[Липунов, Владимир Михайлович|Липунов В. М.]]|заглавие=Гравитационно-волновое небо|издание=[[Соросовский образовательный журнал]]|год=2000|том=|выпуск=|номер=4|страницы=77—83|ссылка=|doi=|arxiv=|bibcode=|язык=ru}}</ref>.

=== Гравитационные волны, излучаемые системой двух тел ===
[[Файл:orbit2.gif|thumb|200px|Два тела, движущиеся по круговым орбитам вокруг общего центра масс]]
{{main|Задача Кеплера в общей теории относительности#Излучение гравитационных волн и потеря энергии и момента импульса}}
Два гравитационно связанных тела с массами {{math|''m''<sub>1</sub>}} и {{math|''m''<sub>2</sub>}}, движущиеся [[Релятивистский фактор|нерелятивистски]] <math>(v \ll c )</math> по круговым орбитам вокруг их общего [[Центр масс|центра масс]] (см. [[задача двух тел]]) на расстоянии {{math|''r''}} друг от друга, излучают гравитационные волны следующей [[Мощность|мощности]], в среднем за период<ref name=LandauLifshitz/>:

: <math>
-{\frac {{\it d \mathcal E}}{{\it dt}}} = {\frac {32\,G^4 m_1^2 
m_2^2 \left( m_1 + m_2 \right)  }{5\, c^5 r^5}},
</math>

где {{math|''G''}} — [[гравитационная постоянная]]. Вследствие этого система теряет энергию, что приводит к сближению тел, то есть к уменьшению расстояния между ними. Скорость сближения тел:

: <math>
\dot r=-{\frac {64\, G^3 m_1 m_2 \left( m_1 + m_2 \right) }{5\, c^5 r^3}}.
</math>

Для [[солнечная система|Солнечной системы]], например, наибольшее гравитационное излучение производит подсистема [[Юпитер (планета)|Юпитера]] и его спутника [[Ио (спутник)|Ио]]{{нет АИ|26|08|2022}}. Мощность этого излучения примерно {{nobr|224 [[киловатт]]}}; мощность, излучаемая подсистемой Солнце — Юпитер составляет около {{nobr|5 кВт}}, а мощность, излучаемая подсистемой Солнце — [[Земля]], — около {{nobr|200 Вт}}. Таким образом, энергия, теряемая Солнечной системой на гравитационное излучение за год, совершенно ничтожна по сравнению с характерной кинетической энергией тел<ref>В результате, большие полуоси планет не уменьшаются вследствие гравитационного излучения, а увеличиваются (для Земли на ~ 1 см в год) вследствие уменьшения массы Солнца.</ref><ref>{{Книга:МТУ|Т=3|С=218}}</ref>. Частота излучаемых гравитационных волн равна удвоенной частоте обращения системы двух тел.

=== Гравитационный коллапс двойной системы ===
Любая двойная звезда при орбитальном обращении её компонент вокруг общего [[Центр масс|центра масс]] теряет энергию за счёт излучения гравитационных волн и, в конце концов, сливается воедино. Но для обычных, некомпактных, двойных звёзд этот процесс занимает очень много времени, намного большее настоящего [[Возраст Вселенной|возраста Вселенной]]. Если же двойная компактная система состоит из пары [[нейтронная звезда|нейтронных звёзд]], [[чёрная дыра|чёрных дыр]] или их комбинации, то слияние может произойти за несколько [[миллион]]ов лет. Сначала объекты сближаются, а их период обращения уменьшается. Затем на заключительном этапе происходит столкновение и несимметричный [[гравитационный коллапс]]. Этот процесс длится доли секунды, и за это время в гравитационное излучение уходит энергия, составляющая по некоторым оценкам более 50 % от массы системы{{Нет АИ|17|6|2023}}.

== Основные точные решения уравнений Эйнштейна для гравитационных волн ==

=== Объёмные волны Бонди — [[Пирани, Феликс|Пирани]] — Робинсона ===
Эти волны описываются метрикой вида
: <math>ds^2=(dx^0)^2-((dx^1)^2+\alpha(dx^2)^2+2\beta(dx^2dx^3)+\gamma(dx^3)^2).</math>
Если ввести переменную <math>u=x^0-x^1</math> и функцию <math>\lambda=\alpha\gamma-\beta^2</math>, то из уравнений ОТО получим уравнение
: <math>\frac{d^2\lambda}{du^2}-\frac{1}{2}\frac{d\lambda}{du}\frac{d(\ln\lambda)}{du}-\frac{d\alpha}{du}\frac{d\gamma}{du}-\left(\frac{d\beta}{du}\right)^2=0.</math>

=== Метрика Такено ===
имеет вид
: <math> ds^2=(P+S)(dx^0)^2-2Sdx^0dx^1-(P-S)(dx^1)^2-\alpha(dx^2)^2-2\beta(dx^2dx^3)-\gamma(dx^3)^2,</math>
где <math>P, S</math> — функции, <math>\alpha, \beta, \gamma</math> удовлетворяют тому же уравнению.

=== Метрика Розена ===
: <math>ds^2=e^{2\mu}[(dx^0)^2-(dx^1)^2]-(u^2)[e^{2\nu}(dx^2)^2-e^{-2\nu}(dx^3)^2],</math>
где <math>\mu, \nu</math> удовлетворяют уравнению
: <math>2\frac{d\mu}{du}=u\left(\frac{d\nu}{du}\right)^2.</math>

=== Метрика Переса ===
: <math>ds^2=(dx^0)^2-(dx^1)^2-2\varphi(dx^0+dx^1)^2-(dx^2)^2-(dx^3)^2,</math>
при этом <math>\frac{\partial^2\varphi}{\partial{x^2}\partial{x^2}}+\frac{\partial^2\varphi}{\partial{x^3}\partial{x^3}}=0.</math>

=== Цилиндрические волны Эйнштейна — Розена ===
В [[Цилиндрические координаты|цилиндрических координатах]] такие волны имеют вид
: <math>ds^2=[(dx^0)^2-dr^2]e^{2\gamma-2\psi}-(dz^2)e^{2\psi}-r^2(d\varphi^2)e^{-2\psi}</math>
и выполняются

: <math>\frac{\partial^2\psi}{\partial{x^0}^2}-\frac{1}{r}\frac{\partial\psi}{\partial{r}}-\frac{\partial^2\psi}{\partial{r}^2}=0,</math>

: <math>\frac{\partial\gamma}{\partial{r}}=r\left[\left(\frac{\partial\psi}{\partial{r}}\right)^2+\left(\frac{\partial\psi}{\partial{x^0}}\right)^2\right],</math>

: <math>\frac{\partial\gamma}{\partial{x^0}}=2r\frac{\partial\psi}{\partial{r}}\frac{\partial\psi}{\partial{x^0}}.</math>

== Регистрация гравитационных волн ==
{{main|Детектор гравитационных волн}}
[[Файл:Virgo Interferometer O4 diagram.png|мини|406x406пкс|Оптическая конфигурация [[Virgo (интерферометр)|детектора гравитационных волн Virgo]] во время научного запуска O4 (2023—2024 гг.)]]
Регистрация гравитационных волн достаточно сложна ввиду их слабости (малого искажения метрики). Приборами для их регистрации являются [[детекторы гравитационных волн]]. Попытки обнаружения гравитационных волн предпринимаются с конца [[1960-е|1960-х годов]]. Гравитационные волны детектируемой амплитуды рождаются при коллапсе двойного пульсара. Подобные события происходят в окрестностях нашей галактики ориентировочно раз в десятилетие<ref>[http://astroguyz.com/2010/03/12/ligo-a-quest-for-gravity-waves/ LIGO: A Quest for Gravity Waves.] {{Wayback|url=http://astroguyz.com/2010/03/12/ligo-a-quest-for-gravity-waves/ |date=20111123141244 }} ''Astro Guyz'' March 12, 2010.</ref>.

С другой стороны, общая теория относительности предсказывает ускорение взаимного вращения двойных звёзд из-за потери энергии на излучение гравитационных волн, и этот эффект надёжно зафиксирован в нескольких известных системах двойных компактных объектов (в частности, [[пульсар]]ов с компактными компаньонами). В [[1993 год]]у «за открытие нового типа пульсаров, давшее новые возможности в изучении гравитации» открывателям первого двойного пульсара [[PSR B1913+16]] [[Рассел Халс|Расселу Халсу]] и [[Тейлор мл., Джозеф|Джозефу Тейлору мл.]] была присуждена [[Нобелевская премия]] по физике. Ускорение вращения, наблюдаемое в этой системе, полностью совпадает с предсказаниями ОТО на излучение гравитационных волн. Такое же явление зафиксировано ещё в нескольких случаях: для пульсаров [[PSR J0737-3039]], [[PSR J0437-4715]], SDSS J065133.338+284423.37 (обычно сокращённо J0651)<ref>{{Cite web |url=http://www.cfa.harvard.edu/news/2012/pr201225.html |title=CfA Press Room<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2012-09-14 |archive-date=2012-09-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120925060319/http://www.cfa.harvard.edu/news/2012/pr201225.html |deadlink=no }}</ref> и системы двойных белых карликов [[RX J0806.3+1527|RX J0806]]. Например, расстояние между двумя компонентами A и B первой двойной звезды из двух пульсаров {{nobr|PSR J0737-3039}} уменьшается примерно на {{nobr|2,5 дюйма}} {{nobr|(6,35 см)}} в день из-за потерь энергии на гравитационные волны, причём это происходит в согласии с ОТО<ref>{{Cite web |url=http://www.rosinvest.com/news/101052/ |title=Космический дуэт кружится все быстрее |accessdate=2007-06-18 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070927141232/http://www.rosinvest.com/news/101052/ |archivedate=2007-09-27 |deadlink=yes }}</ref>. Все эти данные интерпретируются как непрямые подтверждения существования гравитационных волн.

По оценкам, наиболее сильными и достаточно частыми источниками гравитационных волн для гравитационных телескопов и антенн являются катастрофы, связанные с коллапсами двойных систем в ближайших галактиках. Ожидается, что в ближайшем будущем на усовершенствованных гравитационных детекторах будет регистрироваться несколько подобных событий в год, искажающих метрику в окрестности Земли на 10<sup>−21</sup>—10<sup>−23</sup>. Первые наблюдения сигнала оптико-метрического параметрического резонанса, позволяющего обнаружить воздействие гравитационных волн от периодических источников типа тесной двойной на излучение космических мазеров, возможно, были получены на [[Пущинская радиоастрономическая обсерватория|радиоастрономической обсерватории]] [[Российская академия наук|РАН]], [[Пущино]]<ref>{{статья|автор=[[Сипаров, Сергей Викторович|Сипаров С. В.]], Самодуров В. А.|заглавие=Выделение составляющей излучения космического мазера, возникающей из-за гравитационно-волнового воздействия|издание=Компьютерная оптика|год=2009|том=|выпуск=|номер=33 (1)|страницы=79|ссылка=http://www.computeroptics.smr.ru/KO/PDF/KO33-1/10.pdf|doi=|arxiv=|bibcode=|язык=ru}}</ref>.

Ещё одной возможностью детектирования фона гравитационных волн, заполняющих Вселенную, является высокоточный тайминг удалённых [[пульсар]]ов — анализ времени прихода их импульсов, которое характерным образом изменяется под действием гравитационных волн, проходящих через пространство между Землёй и пульсаром. По оценкам на 2013 год, точность тайминга необходимо поднять примерно на один порядок, чтобы можно было задетектировать фоновые волны от множества источников в нашей Вселенной, и эта задача может быть решена до конца десятилетия<ref name="1304.3473">{{Статья
 |автор = {{nobr|Yunes N.}}, {{nobr|Siemens X.}}
 |заглавие = Gravitational-Wave Tests of General Relativity with Ground-Based Detectors and Pulsar-Timing Arrays
 |издание = Living Reviews in Relativity
 |год = 2013
 |том = 16
 |страницы = 9
 |doi = 10.12942/lrr-2013-9
 |arxiv = 1304.3473
 |ссылка =
 |ref =
 |archiveurl =
 |archivedate =
 |bibcode = 2013LRR....16....9Y
}}</ref>.

Согласно современным представлениям, нашу Вселенную заполняют реликтовые гравитационные волны, появившиеся в первые моменты после [[Большой взрыв|Большого взрыва]]. Их регистрация позволит получить информацию о процессах в начале рождения Вселенной<ref name="Lipunov" />. В марте 2014 года в [[Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики|Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики]] американской группой исследователей, работающей над проектом [[BICEP]]2, было объявлено о детектировании по поляризации [[Реликтовое излучение|реликтового излучения]] ненулевых тензорных возмущений в ранней Вселенной, что также является открытием этих реликтовых гравитационных волн<ref>{{Cite web |url=https://naked-science.ru/article/sci/gravitational-waves-big-bang-theory |title=Открытие, достойное Нобелевской премии |access-date=2020-07-06 |archive-date=2020-09-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200929015730/https://naked-science.ru/article/sci/gravitational-waves-big-bang-theory |deadlink=no }}</ref><ref>{{e-print|arxiv| авторы = Ade P. A. R. et al. (BICEP2 Collaboration) |заглавие = BICEP2 I: Detection Of B-mode Polarization at Degree Angular Scales |идентификатор = 1403.3985 |год = 2014 |страницы = |страниц = |doi = 10.48550/arXiv.1403.3985 |bibcode = 2014arXiv1403.3985B |pmid = |zbl = |язык = en |ref = }}</ref>. Однако почти сразу этот результат был оспорен, поскольку, как выяснилось, не был должным образом учтён вклад межзвёздной пыли. Один из авторов, Дж. М. Ковац ({{lang-en|Kovac J. M.}}), признал, что «с интерпретацией и освещением данных эксперимента BICEP2 участники эксперимента и научные журналисты немного поторопились»<ref>[http://www.gazeta.ru/science/2014/06/23_a_6081757.shtml#1326 Вселенная, Зельдович, Массандра] {{Wayback|url=http://www.gazeta.ru/science/2014/06/23_a_6081757.shtml#1326 |date=20140625160120 }}.</ref><ref>{{Cite web |url=https://www.theguardian.com/science/2014/jun/04/gravitational-wave-discovery-dust-big-bang-inflation |title=https://www.theguardian.com/science/2014/jun/04/gravitational-wave-discovery-dust-big-bang-inflation |access-date=2017-09-29 |archive-date=2017-02-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170209191904/https://www.theguardian.com/science/2014/jun/04/gravitational-wave-discovery-dust-big-bang-inflation |deadlink=no }}</ref>.

== Интерференция гравитационных волн ==
Интерференция гравитационных волн — это явление, при котором когерентные гравитационные волны складываются в пространстве, рождая интерференционную картину с минимумами и максимумами гравитационной активности. Явление до сих пор (2025 г.) не наблюдалось.

=== Экспериментальные подтверждения ===

==== Открытие ====
{{main|Открытие гравитационных волн}}
[[Файл:First gravitational waveform ever seen, PhysRevLett.116.061102.pdf|thumb|450px|{{начало скрытого блока|Заголовок=Первый зафиксированный гравитационно-волновой сигнал<ref name=Abbot />.}}Слева данные с детектора в Хэнфорде (H1), справа — в Ливингстоне (L1). Время отсчитывается от 14 сентября 2015, 09:50:45 UTC. Для визуализации сигнала он отфильтрован частотным фильтром с полосой пропускания 35—350 герц для подавления больших флуктуаций вне диапазона высокой чувствительности детекторов, также были применены [[Полосно-заграждающий фильтр|полосовые режекторные фильтры]] для подавления шума самих установок. Верхний ряд: амплитуды h в детекторах. GW150914 сначала прибыл на L1 и через {{val|6,9|0,5|0,4}} мс на H1; для визуального сравнения данные с H1 показаны на графике L1 в обращённом и сдвинутом по времени виде (чтобы учесть относительную ориентацию детекторов). Второй ряд: амплитуды h от гравитационно-волнового сигнала, пропущенные через такой же полосовой фильтр 35—350 Гц. Сплошная линия — результат численного моделирования в рамках ОТО для системы с параметрами, совместимыми с найденными на базе изучения сигнала GW150914, полученный двумя независимыми кодами с результирующим совпадением 99,9. Серые толстые линии — области 90 % [[Доверительная вероятность|доверительной вероятности]] формы сигнала, восстановленные из данных детекторов двумя различными методами. Тёмно-серая линия моделирует ожидаемые сигналы от слияния чёрных дыр, светло-серая не использует астрофизических моделей, а представляет сигнал линейной комбинацией синусоидально-гауссовых [[вэйвлет]]ов. Реконструкции перекрываются на 94 %. Третий ряд: Остаточные ошибки после извлечения отфильтрованного предсказанного сигнала, численно смоделированного в рамках ОТО, из отфильтрованного сигнала детекторов. Нижний ряд: представление частотной карты амплитуд, показывающее возрастание доминирующей частоты сигнала со временем.{{конец скрытого блока}}]]

11 февраля 2016 года было объявлено об экспериментальном открытии гравитационных волн коллаборациями [[LIGO]] и [[VIRGO]]<ref>{{статья|автор=Алексей Понятов|заглавие=Они существуют! Гравитационные волны зарегистрированы|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2016|том=|выпуск=|номер=3|страницы=|ссылка=http://www.nkj.ru/archive/articles/28316/|doi=|arxiv=|bibcode=|язык=ru}}</ref>. Сигнал слияния двух чёрных дыр с амплитудой в максимуме около 10<sup>−21</sup> был зарегистрирован 14 сентября 2015 года в 9:51 [[UTC]] двумя детекторами [[LIGO]] в Хэнфорде и Ливингстоне, во втором из них через 7 миллисекунд после первого. В области максимальной амплитуды сигнала (0,2 секунды) комбинированное отношение сигнал/шум составило 24:1. Сигнал был обозначен GW150914<ref>[http://news.ufl.edu/articles/2016/02/gravitational-waves-detected-100-years-after-einsteins-prediction.php Gravitational waves detected 100 years after Einstein’s prediction] {{Wayback|url=http://news.ufl.edu/articles/2016/02/gravitational-waves-detected-100-years-after-einsteins-prediction.php |date=20160212082216 }} — на сайте [[Флоридский университет|Флоридского университета]]</ref>. Форма сигнала совпадает с предсказанием общей теории относительности для слияния двух чёрных дыр c массами 36 и 29 масс Солнца; возникшая чёрная дыра должна иметь массу 62 {{Mo}} и [[Решение Керра — Ньюмена|параметр вращения]] {{nobr|{{math|''a''}} {{=}} 0,67}}. Расстояние до источника около 1,3 миллиарда световых лет. Излучённая за десятые доли секунды в слиянии энергия — эквивалент около 3 солнечных масс<ref name=Abbot>{{статья |автор=Abbott B. P. et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration)|заглавие=Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger |издание=[[Physical Review Letters]]|год=2016 |том=116 |выпуск=6 |ссылка=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102 |doi=10.1103/PhysRevLett.116.061102 |язык=en|archivedate=2019-10-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20191025233058/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102 }}</ref><ref>{{cite web|title=GRAVITATIONAL WAVES DETECTED 100 YEARS AFTER EINSTEIN’S PREDICTION|url=http://public.virgo-gw.eu/gravitational-waves-detected-100-years-after-einsteins-prediction/|publisher=VIRGO|accessdate=2016-02-11|language=en|archive-date=2016-02-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20160216042046/http://public.virgo-gw.eu/gravitational-waves-detected-100-years-after-einsteins-prediction/|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|author=Emanuele Berti|title=Viewpoint: The First Sounds of Merging Black Holes|url=https://physics.aps.org/articles/v9/17|date=2016-02-11|publisher=[[Physical Review Letters]]|accessdate=2016-02-11|language=en|archive-date=2016-02-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20160212080815/http://physics.aps.org/articles/v9/17|deadlink=no}}</ref>.

Благодаря практически одновременному наблюдению гравитационно-волнового события [[GW170817]] и электромагнитного сигнала [[GRB 170817A]] впервые установлены прямые ограничения на отклонение скорости гравитационных волн от [[Скорость света|скорости света]]. Если такое отклонение существует, оно лежит в пределах от −3×10<sup>−15</sup> до +0,7×10<sup>−15</sup>, то есть совместимо с нулём в пределах погрешности<ref name=apj>{{статья |автор=Abbott B. P. et al. (LIGO Scientific Collaboration, Virgo Collaboration, Fermi Gamma-ray Burst Monitor, and INTEGRAL) |заглавие=Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A |издание=[[The Astrophysical Journal]] |год=2017 |том=848 |выпуск=2 |doi=10.3847/2041-8213/aa920c |язык=en|издательство=[[IOP Publishing]]}}</ref>.

За экспериментальное обнаружение гравитационных волн в 2017 году была присуждена [[Нобелевская премия]] по физике<ref name=nobel />.

==== Дальнейшие наблюдения ====
Первый<!-- сезон (и выпуск отчета) O1 --> период наблюдения (сезон O1) — с 12 сентября 2015 по 19 января 2016. В это время действовал только детектор LIGO, и он обнаружил три гравитационных всплеска. После этого инструмент был остановлен для усовершенствования и повышения чувствительности.

----
Второй период наблюдения (сезон O2) — с 30 ноября 2016 по 25 августа 2017; к обновлённому американскому LIGO присоединился европейский детектор VIRGO (третий детектор на планете), при этом точность возросла почти в 10 раз).

Четвёртое наблюдение было сделано 14 августа 2017<ref>[https://www.svoboda.org/a/28762545.html Слияние двух дыр] {{Wayback|url=https://www.svoboda.org/a/28762545.html |date=20181021111426 }} // [[Радио «Свобода»]], 21 окт 2018</ref>.

Всего за эти месяцы было обнаружено 8 событий, в том числе первое столкновение нейтронных звёзд.

Так, 17 августа 2017 один из двух детекторов LIGO зафиксировал небывало длинный — около 100 секунд — сигнал (позже выяснилось, что волну, искажённую шумами, увидел и второй детектор LIGO, а также и VIRGO); несколько секунд спустя мощную вспышку гамма-излучения заметили автоматические телескопы «[[Ферми (телескоп)|Ферми]]» и «[[INTEGRAL (обсерватория)|Интеграл]]». Благодаря такому богатому набору наблюдений удалось достаточно точно предсказать, где искать источник, и вскоре он был найден — столкновение двух нейтронных звезд (то есть [[килоновая]]) с массами 1,1 и 1,16 массы Солнца в 130 млн световых лет от нас, в [[Гидра (созвездие)|созвездии Гидры]]<ref>{{Cite web |url=https://www.svoboda.org/a/28952721.html |title=От нейтронных звезд до выборов в РАН |publisher=Радио Свобода |lang=ru |accessdate=2018-10-21 |archive-date=2018-10-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181021111429/https://www.svoboda.org/a/28952721.html |deadlink=no }}</ref>.

После этого оба детектора были вновь остановлены для модернизации.

----
Третий период наблюдения (сезон O3) — с апреля 2019 года.

В ноябре 2020 подведены итоги периода O3a: с 1 апреля по 1 октября 2019 (зарегистрированных событий: 39, рекордное количество); данные сезона O3b (1 ноября 2019 года — 27 марта 2020) на этот момент ещё обрабатывались.

Оба детектора были остановлены на очередную модернизацию, что должно было сделать их ещё более чувствительными; планировалось, что они возобновят работу в 2021 году.

Обнаружено столкновение GW190412 (апрель 2020) — одна из чёрных дыр имела массу 29,7 массы Солнца, а другая — 8,4 {{Mo}} (это наименее массивная из всех обнаруженных на тот момент пар чёрных дыр); такое слияние также породило более продолжительный гравитационный сигнал<ref>[https://lenta.ru/news/2020/04/20/hole/ Пойман необычный сигнал из дальнего космоса] {{Wayback|url=https://lenta.ru/news/2020/04/20/hole/ |date=20200427080345 }} // 20 апреля 2020</ref>.

Полученные данные, помимо прочего, были использованы, чтобы с исключительной строгостью [[Проверка общей теории относительности|проверить общую теорию относительности Эйнштейна]]<ref>[https://www.vesti.ru/nauka/article/2479258 Открытия и рекорды: что третий сезон поиска гравитационных волн рассказал о чёрных дырах] {{Wayback|url=https://www.vesti.ru/nauka/article/2479258 |date=20201107105746 }} // [[Вести.ру|Вести]] — Наука, 31 октября 2020</ref>.

Также планировалось обнаружить (проект {{iw|BlackGEM}}) оптические проявления источников гравитационных волн, детектированных с помощью Virgo и LIGO.

== Научные перспективы ==

=== Гравитационно-волновая астрономия ===
По мнению американского астрофизика [[Краусс, Лоуренс|Лоуренса Краусса]], если в будущем удастся измерить сигнатуру [[инфляционная теория гравитационных волн|инфляционных гравитационных волн]], это позволит существенно приблизить исследования к моменту [[Большой Взрыв|Большого Взрыва]], а также проверить [[Инфляционная модель Вселенной|инфляционную модель Вселенной]] и разрешить другие насущные проблемы [[теоретическая физика|теоретической физики]] и [[космология|космологии]]{{sfn|Krauss|2018|loc=|с=399—397|name=}}.

=== Гравитонный лазер ===
Идея гравитонного лазера возникла в связи с появлением [[лазер]]а и открытием гравитационных волн. Предполагается, что, в силу универсального принципа корпускулярно-волнового дуализма, существуют кванты гравитационного излучения [[гравитон]]ы (со спином 2). Они, как и кванты электромагнитного излучения фотоны (со спином 1), являются бозонами. Следовательно, теоретически можно создать гравитонный лазер — устройство для гравитационного излучения, подобное лазеру для электромагнитного излучения<ref>{{книга|автор=[[Станюкович, Кирилл Петрович|Станюкович К. П.]]|часть=|заглавие=Гравитационное поле и элементарные частицы|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=Наука|год=1965|том=|страницы=182, 244|страниц=|isbn=|тираж=7600|язык=ru}}</ref><ref name="Bril">{{книга|автор=[[Бриллюэн, Леон|Бриллюэн Л.]]|часть=|заглавие=Новый взгляд на теорию относительности|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М. |издательство=Мир |год=1972 |том=|страницы=137—138 |страниц=|isbn=|тираж=|язык=ru}}</ref>. Предполагается, что в природе явление, подобное гравитонному лазеру, может существовать в окрестности чёрных дыр<ref>{{cite doi|10.1142/S0218271818470090}}</ref>. В настоящее время из-за чрезвычайной малости гравитационной постоянной генерация вынужденного гравитационного излучения не осуществлена. Обсуждаются лишь гипотетические возможные конструкции гравитационного лазера.

=== Связь на гравитационных волнах ===
Теоретически существует возможность использовать гравитационные волны для дальней беспроводной [[Передача информации|связи]]<ref name="Bril" />; этот принцип был запатентован советским учёным {{nobr|[[Бунин|В. А. Буниным]]}} в 1972 году<ref>Авторское свидетельство СССР на изобретение № 347937 [https://findpatent.ru/patent/34/347937.html «Система передачи и приёма сигналов с помощью гравитационных волн»] {{Wayback|url=https://findpatent.ru/patent/34/347937.html |date=20190202151450 }}. Заявлено 02.III.1959. Опубликовано 11.X.1972.</ref>{{sfn|Открытия советских учёных|с=129|1979}}.

Идея создания установок для генерации и детектирования когерентных гравитационных волн в лабораторных условиях была выдвинута [[Боголюбов, Павел Николаевич|П. Н. Боголюбовым]], А. Ф. Писаревым, Н. С. Шавохиной в 1981 году<ref name="Bogo">{{книга|автор=[[Боголюбов, Павел Николаевич|Боголюбов П. Н.]], Писарев А. Ф., Шавохина Н. С. |часть=|заглавие=Излучение и детектирование гравитационных волн в лабораторных условиях|оригинал= |ссылка=https://search.rsl.ru/ru/record/01001046908|издание=|ответственный=|место=Дубна |издательство=[[Объединённый институт ядерных исследований|ОИЯИ]]|год=1981|том=|страницы=|страниц=4|isbn=|серия=Сообщ. Объед. ин-та ядер. исслед. Р13-81-95|язык=ru}}</ref><ref name="Dubo">{{книга|автор=Дубовой Э. И.|часть=|заглавие=По следам невидимок|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=Знание|год=1985|том=|страницы=169—171|страниц=|isbn=|тираж=|язык=}}</ref>.

Генерацию когерентных гравитационных волн мощностью несколько эрг/с можно осуществить, пропуская сквозь цилиндр длиной 10 м и диаметром несколько сантиметров, наполненный замороженным водородом или азотом, лучи лазера мощностью в тысячи мегаватт, двух частот, с разностью между ними, равной частоте молекулярных колебаний водорода. Молекулы водорода, колеблющиеся под воздействием электромагнитного поля лазерного излучения, будут испускать когерентные гравитационные волны<ref name="Bogo" /><ref name="Dubo" /><ref>{{cite doi|10.3367/UFNr.2016.11.038088}}</ref>.

Для детектирования когерентных гравитационных волн можно использовать прозрачный диэлектрик, замороженный до температуры жидкого гелия, предварительно возбужденный лазерным излучением мощностью 1000 мегаватт. При прохождении сквозь него гравитационной волны электроны в молекулах диэлектрика одновременно перейдут в низшее состояние, излучая когерентное световое излучение с интенсивностью, позволяющей его регистрировать, с частотой, равной разности частот возбуждающего
гравитационного излучения и гравитационной волны<ref name="Bogo" /><ref name="Dubo" />.

Преимуществом гравитационно-волновой связи (''устар.:'' гравиосвязи) по сравнению с радиосвязью является способность гравитационных волн проходить, почти не поглощаясь, сквозь любые вещества, тогда как электромагнитные волны сквозь электропроводящие среды (например, землю и морскую воду) практически не проникают<ref name = "Grig">{{книга|автор=[[Григорьев, Владимир Иванович (физик)|Григорьев В. И.]], [[Мякишев, Геннадий Яковлевич|Мякишев Г. Я.]]|часть=|заглавие=Силы в природе|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=Наука|год=1973|том=|страницы=85, 87|страниц=|isbn=|тираж=100 000|язык=ru}}</ref>.

Работы в этом направлении велись в лабораториях СССР и в других странах<ref name = "Grig"/>. Но на практике из-за трудностей генерации и детектирования гравитационных волн, вызванных крайней малостью гравитационных сил, гравитационно-волновую связь осуществить не удалось.

В настоящее время работы по генерации и детектированию гравитационных волн в лабораторных условиях находятся на теоретической стадии<ref>{{книга|автор=[[Иваненко, Дмитрий Дмитриевич|Иваненко Д. Д.]], [[Сарданашвили, Геннадий Александрович|Сарданишвили Г. А.]]|часть=|заглавие=Гравитация|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место= М.|издательство=ЛКИ|год=2012 |том=|страницы=62|страниц=|isbn=978-5-382-01360-2|тираж=|язык=ru}}</ref>. Изучаются возможности излучения гравитационных волн электродинамическими системами<ref>{{книга|автор=[[Гальцов, Дмитрий Владимирович|Гальцов Д. В.]], [[Грац, Юрий Владимирович|Грац Ю. В.]], Петухов В. И.|часть=|заглавие=Излучение гравитационных волн электродинамическими системами|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место= М.|издательство=Изд-во МГУ|год=1984|том=|страницы=|страниц=128 |isbn=|тираж=|язык=ru}}</ref>.

Выдвинута гипотеза о возможности генерации высокочастотных гравитационных волн в конденсированной диэлектрической среде под действием интенсивного лазерного излучения и обратного процесса детектирования гравитационных волн этой средой путём преобразования гравитационного излучения в оптическое (повторение эксперимента Герца для гравитационных волн)<ref>{{статья|автор=Горелик В. С., Гладышев В. О., Кауц В. Л.|заглавие=О генерации и детектировании высокочастотных гравитационных волн в диэлектрических средах при их возбуждении оптическим излучением|издание=Краткие сообщения по физике [[Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН|ФИАН]|год=2018|том=45|выпуск=|номер=2|страницы=10—21|ссылка=https://elibrary.ru/item.asp?id=32555556|doi=|arxiv=|bibcode=|язык=ru}}</ref>.

Гравитационно-волновая связь упоминается как атрибут техники далёкого будущего в ряде произведений научно-фантастической литературы (например, [[Снегов, Сергей Александрович|С. Снегов]] «[[Люди как боги (роман Снегова)|Люди как боги]]», [[Кир Булычёв|К. Булычёв]] «Похищение Тесея», [[Лукьяненко, Сергей Васильевич|С. Лукьяненко]] «Именем Земли» и др.).

=== Коллапс планетных и галактических систем ===
По мнению американского астрофизика [[Грин, Брайан Рэндолф|Брайана Грина]] излучение гравитационных волн при движении различных космических объектов действует подобно трению и в долгосрочной перспективе приводит к коллапсу космических систем, таких как планетарные системы звёзд и галактики{{sfn|Грин|2021|loc= Длительность и недолговечность}}.

== История ==
История самого термина «гравитационная волна», теоретического и экспериментального поиска этих волн, а также их использования для исследований явлений, недоступных иными методами<ref>{{книга
| автор = {{s|Пайс А.}}
| заглавие = Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна
| ссылка = https://archive.org/details/isbn_5020140287
| ответственный = Пер. с англ./Под ред. акад. {{s|А. А. Логунова}}
| место = М.
| издательство = Наука
| год = 1989
| isbn = 5-02-014028-7
| страницы = [https://archive.org/details/isbn_5020140287/page/n268 269]
}}</ref>.
* 1900 — [[Лоренц, Хендрик Антон|Лоренц]] предположил, что гравитация «…может распространяться со скоростью, не большей скорости света»<ref>{{статья
| автор = {{s|Lorentz H. A.}}
| ссылка = http://en.wikisource.org/wiki/Considerations_on_Gravitation
| заглавие = Considerations on Gravitation
| оригинал = Considerations de la pesanteur
| язык = en
| издание = Proc Kovninkl akad.
| место = Amsterdam
| год = 1900
| месяц = 4
| число = 25
| том = 6
| страницы = 603
| doi = 10.1007/978-94-015-3445-1_6
| archivedate = 2021-01-15
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20210115235415/https://en.wikisource.org/wiki/Considerations_on_Gravitation
}}</ref>;
* 1905 — [[Пуанкаре, Анри|Пуанкаре]] впервые ввёл термин гравитационная волна ({{lang-fr|onde gravifique}}). Пуанкаре на качественном уровне снял устоявшиеся возражения [[Лаплас, Пьер-Симон|Лапласа]]<ref>{{книга
| автор = {{s|Лаплас П. С.}}
| заглавие = Изложение системы мира
| оригинал = Le Systeme du Monde
| место = Л.
| издательство = Наука
| год = 1982
| страницы = 197
}}</ref> и показал, что связанные с гравитационными волнами поправки к общепринятым законам тяготения Ньютона порядка <math>v/c</math> сокращаются, таким образом, предположение о существовании гравитационных волн не противоречит наблюдениям<ref>{{книга
 | автор = {{s|Пуанкаре А.}}
 | часть = О динамике электрона. 1905
 | заглавие = К работам Анри Пуанкаре “О ДИНАМИКЕ ЭЛЕКТРОНА”
 | оригинал = Sur la dynamique de l’électron
 | ответственный = комментарии акад. {{s|Логунова А. А.}}
 | издательство  = ИЯИ АН СССР
 | год = 1984
 | страницы = 18, 93
}}</ref>;
* 1916 — [[Эйнштейн, Альберт|Эйнштейн]] показал, что в рамках ОТО механическая система будет передавать энергию гравитационным волнам и, грубо говоря, любое вращение относительно неподвижных звёзд должно рано или поздно остановиться, хотя, конечно, в обычных условиях потери энергии порядка <math>1/c^4</math> ничтожны и практически не поддаются измерению (в этой работе он ещё ошибочно полагал, что механическая система, постоянно сохраняющая сферическую симметрию, может излучать гравитационные волны)<ref>{{публикация|книга
 | автор = {{s|Эйнштейн А.}}
 | часть = Приближенное интегрирование уравнений гравитационного поля
 | часть оригинал = Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation
 | часть оригинал инфо = 1916
 | часть оригинал язык = de
 | часть оригинал архив = https://archive.org/details/sitzungsberichte1916deutsch
 | часть оригинал архив дата = 2016-02-26
 | заглавие = Собрание научных трудов
 | том = 1
 | место = М.
 | издательство = Наука
 | год = 1965
 | страницы = 514—523
}}</ref>;
* 1918 — Эйнштейн вывел квадрупольную формулу<ref>{{публикация|книга
 | автор = {{s|Эйнштейн А.}}
 | часть = О гравитационных волнах
 | часть оригинал = Über Gravitationswellen
 | часть оригинал инфо = 1918
 | часть оригинал язык = de
 | часть оригинал архив = http://echo.mpiwg-berlin.mpg.de/ECHOdocuView?url=/permanent/echo/einstein/sitzungsberichte/W7ZU8V1E/index.meta
 | часть оригинал архив дата = 2016-02-26
 | заглавие = Собрание научных трудов
 | том = 1
 | место = М.
 | издательство = Наука
 | год = 1965
 | страницы = 631—646
}}</ref>, в которой излучение гравитационных волн оказывается эффектом порядка <math>1/c^5</math>, тем самым исправив ошибку в своей предыдущей работе (осталась ошибка в коэффициенте, энергия волны в 2 раза меньше<ref>{{статья
| автор = {{s|Thorne, Kip S.}}
| ссылка = http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:THOrmp80a
| заглавие = Multipole expansions of gravitational radiation
| язык = en
| издание = Reviews of Modern Physics
| год = 1980
| месяц =4
| число  = 1
| том = 52
| выпуск = 2
| страницы = 318
| doi = 10.1103/RevModPhys.52.299
| issn = 0034-6861
}}</ref>);
* 1923 — [[Эддингтон, Артур Стэнли|Эддингтон]] — поставил под сомнение физическую реальность гравитационных волн «…распространяются… со скоростью мысли». В 1934 году, при подготовке русского перевода своей монографии «Теория относительности», Эддингтон добавил несколько глав, включая главы с двумя вариантами расчётов потерь энергии вращающимся стержнем, но отметил, что использованные методы приближенных расчётов ОТО, по его мнению, неприменимы к гравитационно связанным системам, поэтому сомнения остаются<ref>{{книга
| автор = {{s|Эддингтон А.С.}}
| заглавие = Теория относительности
| оригинал = The Mathematical Theory of Relativity
| место = Л.
| издательство = Гос. тех.-теор. изд-во
| год = 1934
| страницы = 236
}}</ref>;
* 1937 — Эйнштейн совместно с [[Розен, Натан|Розеном]] исследовал цилиндрические волновые решения точных уравнений гравитационного поля. В ходе этих исследований у них возникли сомнения, что гравитационные волны, возможно, являются артефактом приближенных решений уравнений ОТО (известна переписка относительно рецензии на статью Эйнштейна и Розена «Существуют ли гравитационные волны?»<ref>{{cite web
 |url          = http://lenta.ru/articles/2016/02/16/albert/
 |title        = Включил заднюю
 |author       = Корягин Владимир
 |date         = 2016-02-16
 |publisher    = [[Лента.ру]]
 |accessdate   = 2016-02-26
 |archive-date = 2016-02-25
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20160225155912/https://lenta.ru/articles/2016/02/16/albert/
 |deadlink     = no
}}</ref><ref>{{книга
| автор = Kennefick Daniel
| заглавие = Traveling at the Speed of Thought: Einstein and the Quest for Gravitational Waves
| язык = en
| издательство = Princeton University Press
| год = 2007
| страницы = 83
| ссылка = https://books.google.ru/books?id=UgggNsJhCp8C&lpg=PA66&hl=ru&pg=PA83#v=onepage&q&f=false
}}</ref><ref>{{книга
| автор = Einstein А.
| заглавие = Letter to J. T. Tate
| язык = en
| год = July 27, 1936
}}</ref>). Позднее он нашёл ошибку в рассуждениях, окончательный вариант статьи с фундаментальными правками был опубликован уже в «Journal of the Franklin Institute»<ref>{{публикация|книга
 | автор = {{s|Эйнштейн А.}}
 | часть = О гравитационных волнах (Совместно с Н. Розеном)
 | часть оригинал = On Gravitational Waves. (With N. Rosen)
 | часть оригинал инфо = 1937
 | часть оригинал язык = en
 | заглавие = Собрание научных трудов
 | том = 2
 | место = М.
 | издательство = Наука
 | год = 1965
 | страницы = 438—449
}}</ref>;
* 1957 — [[Герман Бонди]] и [[Фейнман, Ричард Филлипс|Ричард Фейнман]] предложили {{нп5|Эксперимент, Бонди Фейнман |мысленный эксперимент «трость с бусинками»|en|Sticky bead argument}} в котором обосновали существование физических последствий гравитационных волн в ОТО<blockquote>Затем это письмо описывает фейнмановский детектор гравитационных волн: это просто две бусинки, свободно скользящие (но с малым трением) по твёрдому стержню. Когда волны проходят через стержень, атомные силы оставляют длину стержня фиксированной, но соответствующее расстояние между двумя бусинками осциллирует. Таким образом, две бусинки трут стержень, выделяя в результате тепло.<ref>{{книга
| автор = {{s|Фейнман Р. Ф.}}, {{s|Мориниго Ф. Б.}}, {{s|Вагнер У. Г.}}
| заглавие = Фейнмановские лекции по гравитации
| оригинал = Feynman Lectures on Gravitation
| ответственный = Перев. с англ. Захарова А. Ф.
| место = М.
| издательство = «Янус-К»
| год = 2000
| isbn = 5-8037-0049-5
| страницы = 36
}}</ref><ref>{{статья
| автор = {{s|Bondi Hermann}}
| ссылка = http://www.nature.com/nature/journal/v179/n4569/abs/1791072a0.html
| заглавие = Plane gravitational waves in general relativity
| язык = en
| издание = Nature
| том = 179
| страницы = 1072—1073
| doi = 10.1038/1791072a0
| archivedate = 2016-11-03
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20161103111859/http://www.nature.com/nature/journal/v179/n4569/abs/1791072a0.html
}}</ref></blockquote>
* 1962 — [[Пустовойт, Владислав Иванович|Владислав Пустовойт]] и [[Герценштейн, Михаил Евгеньевич|Михаил Герценштейн]] описали принципы использования интерферометров для обнаружения длинноволновых гравитационных волн<ref>{{статья
| автор = {{s|Герценштейн М. Е.}}, {{s|Пустовойт В. И.}}
| ссылка = http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/r_043_0605.pdf
| заглавие = К вопросу об обнаружении гравитационных волн малых частот
| издание = ЖЭТФ
| год = 1962
| том = 43
| выпуск = 2
| страницы = 605—607
}}</ref><ref>{{статья
| автор = {{s|Gertsenshtein M. E.}}, {{s|Pustovoit V. I.}}
| ссылка = http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/e_016_02_0433.pdf
| заглавие = On the detection of low frequency gravitational waves
| издание = Soviet Physics JETP
| год = 1963
| том = 16
| выпуск = 2
| страницы = 433—435
| archivedate = 2022-07-02
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20220702051012/http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/e_016_02_0433.pdf
}}</ref>;
* 1964 — Филип Петерс и {{нп3|Мэтью, Джон|Джон Мэтью|en|Jon Mathews}} теоретически описали гравитационные волны, излучаемые двойными системами<ref name=LandauLifshitz >{{книга
| автор = {{s|Ландау Л. Д.}}, {{s|Лифшиц Е. М.}}
| заглавие = Теоретическая физика
| часть = Теория поля
| том = II
| место = М.
| издательство = ФИЗМАТЛИТ
| издание = 8-е изд., стереот.
| год = 2003
| isbn = ISBN 5-9221-0056-4
| страницы = 475
}}</ref><ref>{{статья
|автор=Peters P.
|заглавие=Gravitational Radiation and the Motion of Two Point Masses
|издание=[[Physical Review]]
|год=1964
|том=136
|номер=4B
|страницы=1224—1232
|doi=10.1103/PhysRev.136.B1224
|bibcode=1964PhRv..136.1224P
|язык=en
|ссылка=http://www.gravity.psu.edu/numrel/jclub/jc/Peters_PR_136_B1224_1964.pdf
|archivedate=2021-05-06
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210506162444/http://gravity.psu.edu/numrel/jclub/jc/Peters_PR_136_B1224_1964.pdf
}}</ref>;
* 1969 — [[Вебер, Джозеф|Джозеф Вебер]], основатель гравитационно-волновой астрономии, сообщает об обнаружении гравитационных волн с помощью резонансного детектора — механической гравитационной антенны<ref>{{статья
| автор = {{s|Weber J.}}
| заглавие = Evidence for Discovery of Gravitational Radiation
| издание = Phys. Rev. Lett.
| год = 1969
| том = 22
| выпуск = 24
| страницы = 1320—1324
| doi = 10.1103/PhysRevLett.22.1320
| ссылка = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.22.1320
| язык=en
}}</ref><ref>{{статья
| автор = {{s|Weber J.}}
| заглавие = Anisotropy and Polarization in the Gravitational-Radiation Experiments
| издание = Phys. Rev. Lett.
| год = 1970
| том = 25
| выпуск = 3
| страницы = 180—184
| doi = 10.1103/PhysRevLett.25.180
| ссылка = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.25.180
| язык=en
}}</ref>. Эти сообщения порождают бурный рост работ в этом направлении во многих странах. В частности, [[Райнер Вайсс]], один из основателей проекта LIGO, начал эксперименты в то время. Ни один из тогдашних опытов, однако, не подтвердил сообщение Вебера.
* 1978 — [[Тейлор, Джозеф Хотон|Джозеф Тейлор]] сообщил об обнаружении гравитационного излучения в двойной системе пульсара [[PSR B1913+16]]<ref>{{статья
| автор = {{s|Уилл К. М.}}
| заглавие = Двойной пульсар, гравитационные волны и Нобелевская премия
| издание = [[Успехи физических наук]]
| год = 1994
| том = 164
| выпуск = 7
| страницы = 765—773
| doi = 10.3367/UFNr.0164.199407f.0765
| ссылка = http://ufn.ru/ru/articles/1994/7/f/
| язык = ru
| archivedate = 2016-03-04
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20160304084607/http://ufn.ru/ru/articles/1994/7/f/
}}</ref>. Исследования Джозефа Тейлора и [[Халс, Рассел Алан|Рассела Халса]] заслужили Нобелевскую премию по физике за 1993 год. На начало 2015 года три [[Постньютоновский формализм|пост-кеплеровских]] параметра, включающих уменьшение периода вследствие излучения гравитационных волн, было измерено, как минимум, для 8 подобных систем<ref>{{статья
| автор = {{s|Manchester R. N.}}
| заглавие = Pulsars and gravity
| издание = International Journal of Modern Physics D
| год = 2015
| том = 24
| выпуск = 6
| страницы = 1530018
| doi = 10.1142/S0218271815300189
| arxiv = 1502.05474
| язык=en
}}</ref>;
* 2002 — [[Копейкин, Сергей Михайлович|Сергей Копейкин]] и {{нп3|Фомалонт, Эдвард|Эдвард Фомалонт|en|Edward Fomalont}} произвели с помощью [[Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами|радиоволновой интерферометрии со сверхдлинной базой]] измерения отклонения света в гравитационном поле Юпитера в динамике, что для некоторого класса гипотетических расширений ОТО позволяет оценить скорость гравитации — отличие от скорости света не должно превышать 20 %<ref>{{статья
| автор = {{s|Копейкин С. М.}}, {{s|Фомалонт Э.}}
| заглавие = Фундаментальный предел скорости гравитации и его измерение
| издание = Земля и Вселенная
| год = 2004
| том = 3
| ссылка = http://ziv.telescopes.ru/rubric/hypothesis/?pub=1
| archivedate = 2014-10-08
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20141008042625/http://ziv.telescopes.ru/rubric/hypothesis/?pub=1
}}</ref><ref>{{статья
|автор=Fomalont E., Kopeikin S.
|заглавие=The Measurement of the Light Deflection from Jupiter: Experimental Results
|издание=[[The Astrophysical Journal]]
|год=2003
|том=598
|выпуск = 1
|страницы=704—711
|doi=10.1086/378785
|bibcode=2003ApJ...598..704F
|arxiv=astro-ph/0302294
|язык=en
|издательство=[[IOP Publishing]]
}}</ref><ref>{{книга
| автор= [[:en:W. Andrew Robinson|Robinson A.]]
| заглавие = Einstein: A Hundred Years of Relativity
| издательство = Palazzo Editions
| страницы = 111
| ссылка = https://books.google.com/books?id=Px4_CQAAQBAJ&lpg=PA111
| год = 2005
| isbn = 0-9545103-4-8
}}</ref> (данная трактовка не общепринята<ref>{{статья
 |автор       = {{nobr|Will C. M.}}
 |заглавие = The Confrontation between General Relativity and Experiment
 |ссылка     = http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2014-4/
 |издание   = Living Reviews in Relativity
 |год           = 2014
 |том           = 17
 |номер       = 4
 |язык         = en
 |doi              = 10.12942/lrr-2014-4
 |bibcode          = 2014LRR....17....4W
 |arxiv            = 1403.7377
 |ref              = Will
 |deadlink         = да
 |archiveurl       = https://web.archive.org/web/20150319032804/http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2014-4/
 |archivedate      = 2015-03-19
}}</ref>);
* 2006 — международная команда {{нп5|Бургей, Марта|Марты Бургей|en|Marta Burgay}} ([[Обсерватория Паркса]], Австралия) сообщила о существенно более точных подтверждениях ОТО и соответствия ей величины излучения гравитационных волн в системе двух пульсаров [[PSR J0737−3039|PSR J0737-3039A/B]]<ref>{{статья
| автор = Kramer M. et al.
| заглавие = Tests of General Relativity from Timing the Double Pulsar
| издание = Science
| год = 2006
| том = 314
| выпуск = 5796
| страницы = 97—102
| doi = 10.1126/science.1132305
| arxiv = astro-ph/0609417
| ссылка = http://science.sciencemag.org/content/314/5796/97.full.pdf
| язык = en
}}</ref>;
* 2014 — астрономы [[Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики|Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики]] (эксперимент [[BICEP]]2) сообщили об обнаружении первичных гравитационных волн при измерениях флуктуаций реликтового излучения<ref name="elementy-9300">{{cite web|author=Игорь Иванов|url=https://elementy.ru/novosti_nauki/432215|title=Эксперимент BICEP2 подтверждает важнейшее предсказание теории космической инфляции|lang=ru|website=[[Элементы.ру]]|date=2014-03-22|accessdate=2020-12-08|deadlink=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190601141024/https://elementy.ru/novosti_nauki/432215|archivedate=2019-06-01}}</ref><ref>{{статья
| автор = Ade P. A. R. et al. (BICEP2 Collaboration)
| заглавие = Detection of '''B'''-Mode Polarization at Degree Angular Scales by BICEP2
| издание = Phys. Rev. Lett.
| год = 2014
| том = 112
| выпуск = 24
| doi = 10.1103/PhysRevLett.112.241101
| ссылка = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.241101
| язык = en
}}</ref>. Впоследствии было признано, что обнаруженные флуктуации не имеют реликтового происхождения, а объясняются излучением пыли в [[Галактика|Галактике]]<ref name="elementy-9300" />;
* 2016 — международная коллаборация [[LIGO]] сообщила об [[Открытие гравитационных волн|обнаружении]] события прохождения гравитационных волн [[GW150914]]. Впервые сообщено о прямом наблюдении взаимодействующих массивных тел в сверхсильных гравитационных полях со сверхвысокими относительными скоростями <math>(v/c > 0,5),</math> что позволило проверить корректность ОТО с точностью до нескольких [[Постньютоновский формализм|постньютоновских]] членов высоких порядков. Измеренная [[Дисперсия волн|дисперсия]] гравитационных волн не противоречит сделанным ранее измерениям дисперсии и верхней границы массы гипотетического [[гравитон]]а {{s|(< 1,2 × 10<sup>−22</sup> эВ)}}, если он в некотором гипотетическом расширении ОТО будет существовать<ref name="1304.3473"/><ref name=Abbot/>.
* 2017 — впервые зарегистрирован гравитационно-волновой всплеск сопровождаемый электромагнитным излучением, произошедший в результате слияния двух [[Нейтронная звезда|нейтронных звёзд]] ([[GW170817]]).
* 2019 — впервые зарегистрирован гравитационно-волновой всплеск, произошедший в результате слияния нейтронной звезды и чёрной дыры (S190426c).

== См. также ==
{{кол}}
* [[Открытие гравитационных волн]]
* [[Список наблюдений гравитационных волн]]
* [[Численная относительность]]
* [[DECIGO]]
* [[PSR B1913+16]] — двойная система — пульсар, исследование которой дало первое косвенное подтверждение существования гравитационных волн.
* [[PSR J0737-3039]] — двойная система пульсаров, исследование которой дало весомое косвенное подтверждение существования гравитационных волн.
* [[TOBA]]
{{кол|конец}}

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Литература ==
* {{Ландафшиц|2|1988}} — Глава XIII
* {{книга|часть=Часть VIII. Гравитационные волны|автор=[[Мизнер, Чарльз|Мизнер Ч.]], [[Торн, Кип Стивен|Торн К.]], [[Уилер, Джон Арчибальд|Уилер Дж.]]|заглавие=Гравитация|ответственный=ред.: [[Брагинский, Владимир Борисович|В. Б. Брагинский]], [[Новиков, Игорь Дмитриевич|И. Д. Новиков]]; пер. с англ. А. Г. Полнарёв|место=М.|год=1977|издательство=[[Мир (издательство)|Мир]]|том=3|страницы=161—283|}}
* ''Рис М., Руффини Р., Уилер Дж.'' Чёрные дыры, гравитационные волны и космология. М.: Мир, 1977
* {{книга | автор = Гальцов Д. В., Грац Ю. В., Петухов В. И. | заглавие = Излучение гравитационных волн электродинамическими системами | место = М. | издательство  = Издательство Московского университета | год = 1984 | страниц = | тираж = | ref =}}
* ''Бичак И., Руденко В. Н.'' Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения. М.: Изд-во МГУ, 1987
* ''Руденко В. Н.'' Поиск гравитационных волн. Фрязино: Век 2, 2007
* ''[[Липунов, Владимир Михайлович|Липунов В. М.]]'' В мире двойных звезд. М.: [[Наука (издательство)|Наука]], 1986.
* ''Липунов В. М.'' Все нейтронные звезды. М.: Просвещение, 1989.
* ''Липунов В. М.'' Искусственная Вселенная // [[Соросовский Образовательный Журнал]]. 1998. № 6. С. 82-89.
* ''Липунов В. М.'' Военная тайна астрофизики // [[Соросовский Образовательный Журнал]]. № 5. С. 83-89.
* ''[[Черепащук, Анатолий Михайлович|Черепащук А. М.]]'' Чёрные дыры в двойных звёздных системах // [[Соросовский Образовательный Журнал]]. 1997. № 3. С. 87-93.
* {{статья|автор=Черепащук А. М.|заглавие=Открытие гравитационных волн во Вселенной|ссылка=http://klnran.ru/wp-content/uploads/2016/04/BVZN_17.pdf|издание=В защиту науки|номер=17}}
* ''Шакура Н. И.'' Нейтронные звезды и чёрные дыры в двойных звёздных системах. М.: Знание, 1976.
* ''[[Шкловский, Иосиф Самуилович|Шкловский И. С.]]'' Звезды, их рождение, жизнь и смерть. М.: Наука, 1984.
* ''Владимиров Ю. С.'' Классическая теория гравитации. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»,2014.
* {{книга | автор = Конюшая Ю. П. | заглавие = Открытия советских учёных | место = М. | издательство  = Московский рабочий | год = 1979 | страниц = 688 | тираж = 50000 | ref = Открытия советских учёных}}
* {{статья|автор=Jorge L. Cervantes-Cota, Salvador Galindo-Uribarri, [[Смут, Джордж|George F. Smoot]]|заглавие=A Brief History of Gravitational Waves|ссылка=http://www.mdpi.com/2218-1997/2/3/22|язык=en|издание=[[Universe (журнал)|Universe]]|год=2016|том=2|страницы=22|doi=10.3390/universe2030022|arxiv=1609.09400}}
* {{книга|автор= [[Краусс, Лоуренс|Краусс Л.]] |заглавие= Почему мы существуем. Величайшая из когда-либо рассказанных историй |оригинал=  Krauss. The Greatest Story Ever Told - So Far: Why Are We Here? |издательство=Альпина Нон-фикшн |год= 2018 |место = М. |серия= |страниц= 420 |isbn= 978-5-91671-948-2 |ref= Krauss}}
* {{книга|автор=Грин Б. |заглавие= [[До конца времен. Сознание, материя и поиски смысла в меняющейся Вселенной (книга)|До конца времен. Сознание, материя и поиски смысла в меняющейся Вселенной]] |оригинал= Brian Greene. Until the End of Time: Mind, Matter, and Our Search for Meaning in an Evolving Universe.|Ответственный=пер. с англ. Наталия Лисова|место=М.|издательство=Альпина нон-фикшн|год=2021|страниц=548|isbn= 978-5-00139-343-6|ref=  Грин}}.

== Ссылки ==
{{Навигация}}
* [https://ufn.ru/ru/articles/2001/1/a/ Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого зарегистрированного источника.] Обзор в [[Успехи физических наук|УФН]].
* [http://www.astronet.ru:8100/db/msg/1191763 Статья о гравитационном излучении]
* [https://web.archive.org/web/20071013165011/http://vokrugsveta.ru/publishing/vs/archives/?item_id=3003 Популярный обзор на начало 2007 г.]
* [https://web.archive.org/web/20081205145336/http://www.boinc.ru/Doc/Einst/eah/s3summary/index.html Итоги обработки данных LIGO S3 в проекте Einstein@Home]
* [http://www.minigrail.nl Детектор гравитационных волн]
* [https://intellect-video.com/1538/Gordon-Gravitatsionnye-volny-online/ Гравитационные волны. Передача А. Гордона]
* [http://www.atheizmru.ru/science/popular/golubev.htm В поисках гравитационных волн. Проект LIGO]
* [http://elementy.ru/lib/430706 Поиск гравитационных волн]
* [http://elementy.ru/news/432210 Сейсмометрия установила новые ограничения на интенсивность гравитационно-волнового шума Вселенной] // Статья на [[Элементы.ру]]
* [https://meduza.io/feature/2016/02/11/v-ozhidanii-voln-i-chastits «В ожидании волн и частиц» Документальный фильм про поиск гравитационных волн — Meduza]

{{ВС}}
{{Гравитационные телескопы|nocat=1}}

[[Категория:Гравитационные волны| ]]
[[Категория:Гравитация|Волны]]
[[Категория:Нерешённые проблемы современной физики]]