по общей теории относительности, сосредотачиваясь на экспериментах… И студенты не прогуливали мои занятия. Потому что я рассказывал им много такого, чего они больше нигде не смогли бы услышать.
И вот они попросили меня обсудить гравитационные волны. Я прочитал статьи Эйнштейна на немецком языке, я ведь говорю по-немецки. И почерпнул оттуда простую идею: можно посылать лучи света, заставив их отражаться от тел, и измерять, что с ними происходит. Это единственное, что я по-настоящему понял во всей его чертовой теории.
Я поставил перед студентами задачу в виде мысленного эксперимента, потому что так ее хотя бы можно было решить, – предложил измерять гравитационные волны, посылая лучи света между телами. Идея заключалась в том, чтобы разместить в вершинах прямоугольного треугольника тела, свободно парящие в вакууме. Посылая между ними лучи света, мы можем выяснить, как гравитационная волна влияет на время, необходимое, чтобы свет дошел от одного тела до другого. Очень абстрактная задача. Трудно было даже представить, что она может иметь какое-то практическое значение…
Итак, пусть зеркала свободно парят в пространстве параллельно друг другу. Если измерять расстояние между ними, то удастся зафиксировать изменение формы пространства-времени, а значит, зарегистрировать гравитационную волну. Поскольку скорость света неизменна, время, которое требуется световой волне для распространения между двумя объектами, зависит от длины ее пути. Если свет проходит расстояние между зеркалами немного дольше, то получается, что расстояние между зеркалами увеличилось. Если же время распространения света между зеркалами оказывается чуть короче, значит, расстояние между зеркалами сократилось.
Даже самые точные часы в мире не в силах зарегистрировать такие маленькие изменения времени. И Рай придумал использовать плавающие зеркала для создания гораздо более прецизионного инструмента – интерферометра[6]. В интерферометре свет распространяется вдоль двух плеч прибора, расположенных друг относительно друга под прямым углом, в виде буквы Г. Лазерный луч разделяется надвое, так что один луч распространяется вдоль одной части буквы Г, а другой – вдоль второй, перпендикулярной, части. Каждый луч отражается от зеркала, расположенного на дальнем конце соответствующего плеча, и возвращается в исходную точку, где оба луча интерферируют друг с другом. В месте интерференции лучей появляются чередующиеся зоны двух типов. Если свет прошел одинаковое расстояние в каждом из направлений, то световые волны в одних зонах складываются, образуя яркие светлые пятна, а в других – идеально компенсируют друг друга, образуя абсолютно темные пятна. Если же длина плеч разная, то лучи света также соберутся вместе, но уже неидеально, иными словами, синхронизация между ними нарушится. (Интерферометр сокращенно называют ifo, причем иногда это коротенькое слово произносят не плавно, а выговаривают каждую букву по отдельности, словно они разделены знаками
Идея использования лазерных интерферометров для регистрации гравитационных волн была предложена в работе М. Е. Герценштейна и В. И. Пустовойта “К вопросу об обнаружении гравитационных волн малых частот” (ЖЭТФ, том 43, 605, 1962). См. также гл. 6 настоящей книги. –
