Съжалявам, Айнщайн, теорията ти е вярна!

Великите учени рядко са надменни. Макар че силата на разума лесно опиянява и може да ни внуши, че стоим над другите хора и дори над самия Творец. Но, от друга страна, навлизането в дълбините на природата отвежда до пределите на разума, разкрива нуждата от особена интуиция, от озарение относно закономерността на самите основания на Вселената. Тогава ученият се пита: „А кой съм аз, че да бъда озарен от такива зашеметяващи проникновения?“. И придобива едно естествено смирение. Такова е било присъщо и на един от бащите на модерната физика, Алберт Айнщайн.

Известен е обаче един случай, при който Айнщайн сякаш напълно забравя скромността си. През 1919 г. се организира специална експедиция за наблюдения на пълно слънчево затъмнение. Целта е експериментално да се потвърдят или опровергаят предсказанията на Теорията на относителността, че светлинните лъчи от далечни звезди се изкривяват поради гравитационното въздействие на Слънцето. Тогава един журналист пита Айнщайн какво ще стане, ако получените данни не се окажат в съответствие с неговата теория. „Ще ми стане мъчно за милия Бог“, отвърнал ученият с присъщия си хумор. „Защото моята теория е вярна.“ Изказването му било мигом разтълкувано от мнозина в духа на високомерния сциентизъм, дошъл да разпръсне окончателно тъмата на религията и невежеството.

Но аз не разчитам надменност в цитираните думи на Айнщайн. По-скоро виждам в тях убедеността на вярващия човек, когото никой не може да лиши от озарилите го проникновения. Може би той не ги разбира напълно; може би разумът му се мъчи отчаяно да ги вмести в някаква цялостна картина на света. Но той не се съмнява в тяхната реалност и знае, че те ни казват нещо за реалността в нейната цялост. С такава религиозна увереност Айнщайн става своеобразен пророк на Теорията на относителността. (Справедливостта изисква да кажем, че тя далеч не е само негово творение.) И наред с предсказанията за изкривяване на светлината в силно гравитационно поле, потвърдени през 1919 година, прави и други, които ще бъдат потвърдени значително след неговата смърт. Предсказанието за съществуване на гравитационни вълни трябваше да почака точно 100 години, докато бъде подкрепено от експериментални данни. Което прави нас, живеещите през XXI век, свидетели на изключително важен момент в развитието на науката. Както и на нова велика победа на научната интуиция.

За пър­ви път в ис­то­ри­я­та на на­у­ка­та уче­ни­те от Ла­зер­на­та ин­тер­фе­ро­мет­рич­на гра­ви­та­ци­он­но-въл­но­ва об­сер­ва­то­рия (ЛИГО) в Ка­ли­фор­ний­с­кия тех­но­ло­ги­чен ин­с­ти­тут ус­пя­ват да из­ме­рят ефек­та от сли­ва­не­то на две чер­ни дуп­ки, ед­на­та от ко­и­то е с ма­са около 36 пъ­ти ма­са­та на Слън­це­то, а дру­га­та е с ма­са, рав­ня­ва­ща се на 29 слън­ца. По­доб­но на тан­цьор, из­вър­ш­ващ вър­те­ли­ви дви­же­ния вър­ху лед, кой­то – при­би­рай­ки ръ­це към тя­ло­то си – за­поч­ва да се вър­ти все по-бър­зо, две­те чер­ни дуп­ки пос­те­пен­но „па­дат“ ед­на към дру­га, спус­кай­ки се по спи­ра­ли към точ­ка­та на сли­ва­не, до­ка­то нак­рая се сле­ят в един по-ма­си­вен обект. При то­ва уди­ви­тел­но съ­би­тие на вза­и­мо­дей­с­твие меж­ду два ек­зо­тич­ни обек­та за мно­го крат­ко вре­ме, под фор­ма­та на гра­ви­та­ци­он­ни въл­ни, се из­лъч­ва енер­гия с по-го­лям ин­тен­зи­тет от то­зи на всич­ки звез­ди в наб­лю­да­е­ма­та Все­ле­на.

При раз­прос­тра­не­ни­е­то си в прос­тран­с­тво­то гра­ви­та­ци­он­ни­те въл­ни пре­диз­вик­ват про­ме­ни в раз­ме­ри­те на всич­ко, през ко­е­то пре­ми­на­ват. Всич­ко, вклю­чи­тел­но соб­с­тве­ни­те ни те­ла, се раз­тя­гат и сви­ват при пре­ми­на­ва­не­то им. При­чи­на­та да не бъ­дат ре­гис­три­ра­ни гра­ви­та­ци­он­ни въл­ни до мо­мен­та се крие в из­клю­чи­тел­но мал­ки­те ко­ле­ба­ния в раз­ме­ри­те на обек­ти­те – всъщ­ност, мно­го по-мал­ки от раз­ме­ра на са­мия атом. Об­сер­ва­то­ри­я­та ЛИГО е съз­да­де­на да ре­гис­три­ра имен­но та­ки­ва мал­ки раз­тя­га­ния и сви­ва­ния от по­ря­дъ­ка на 1 хи­ляд­на от раз­ме­ра на про­то­на! Мо­жем да гле­да­ме на нея ка­то на най-точ­на­та „из­мер­ва­тел­на ли­ний­ка“, съз­да­де­на до мо­мен­та. За да си пред­с­та­вим по-доб­ре за как­ва точ­ност ста­ва ду­ма: ако уве­ли­чим един атом до раз­ме­ри­те на Со­фия, то­га­ва греш­ка­та при из­ме­ре­ни­те ко­ле­ба­ния би би­ла съ­из­ме­ри­ма с де­бе­ли­на­та на чо­веш­ки ко­съм. Но то­ва ве­ро­ят­но е дос­та­тъч­но за ре­гис­три­ра­не­то на гра­ви­та­ци­он­на въл­на, по­ро­де­на от кос­ми­чес­ки ка­так­ли­зъм в ня­коя близ­ка га­лак­ти­ка.

Идеята за гравитационните вълни е действително интуитивна по същността си. Тя е изведена по аналогия с електромагнитните вълни и от съображения за симетрия. Има ред аналогии във физичното поведение на електромагнитното и на гравитационното взаимодействия. Теорията на относителността постулира, че и двете се осъществяват с крайна скорост: тази на светлината. И както ускорени частици в електромагнитно поле излъчват електромагнитни вълни, така и ускоряващи се тела в гравитационно поле би трябвало да излъчват гравитационни вълни. Концептуалната разлика при последните е, че те представляват „гънки“ на самото пространство, които се разпространяват и променят за кратко време разстоянието между избрани неподвижни тела.

Само че регистрирането на такива вълни представлява сериозна трудност. Дори и най-мощните от тях имат изключително слабо проявление върху разглежданото разстояние, а източниците им често са твърде отдалечени от Земята, което съществено намалява силата на потока на гравитационното излъчване. Тези източници са и сравнително рядко срещани – най-подходящите са двойни системи от обекти с мощна гравитация, например черни дупки. И все пак, напредъкът на технологиите и дългогодишните усилия на консорциуми от специалисти донесе дългоочакваната новина: гравитационните вълни са вече научно установен факт! Нещо повече, тяхното съществуване и успешна регистрация отваря цяла нова ера в наблюденията на космоса. През ХХ век астрономите се сдобиха с много чифтове „нови очи“, с които да го разглеждат не само във видими лъчи, но и в инфрачервения, ултравиолетовия, рентгеновия, гама- и радиодиапазона. Сега пред тях се разкрива принципно различен канал за изследване на Вселената: гравитационна астрономия. Чрез този инструмент ще успеем да надникнем буквално в нейните „гънки“ и „дупки“, където гравитацията променя съществено познатата ни физика.

Любопитна историческа подробност е, че Айнщайн губи първоначалната си вяра в гравитационните вълни. До такава степен, че през 1936 г. пише статия (заедно с Натан Розен), в която се опитва да опровергае собствените си предсказания! На неизвестния рецензент дължим публикуването ѝ в доста променен вид, като въпросът е оставен отворен. Но още по-ироничното е, че до края на живота си Айнщайн не вярва в съществуването на черните дупки. А тъкмо сливането на две черни дупки с излъчването на гравитационна вълна доведе до успешното ѝ регистриране и подпечата валидността на неговото предсказание.

Сякаш дойде моментът за своеобразен „реванш“ от страна на Бога. Един век по-късно Той отговаря на Айнщайн в негов дух: „Съжалявам, Алберт, твоята теория на относителността наистина е вярна. Включително с гравитационните вълни и с черните дупки. И чертае нови хоризонти. Една Вселена на симетриите и аналогиите, в която всяко нещо е на мястото си. Защото Всевишният не играе на зарове в устройството ѝ. Впрочем, това също са твои думи.“