– Каква беше атмосферата сред студентите на Кеймбриджкия университет, след като научихте, че гравитационните вълни са засечени?
– Чувството беше на изненада. След близо 40-годишни опити засичането дойде напълно изненадващо и неочаквано. В следващите седмици всички следяхме с интерес развитието и целият екип изживя заедно процеса на потвърждаване на откритието.
Как реагира Стивън Хокинг тогава?
– Обявяването на първото засичане на гравитационни вълни беше един от случаите, когато се срещнах с него. Проф. Хокинг беше видимо развълнуван от откритието – с помощта на гравитационни вълни някои от неговите най-важни теории ще могат да бъде тествани експериментално. Той до последния момент на живота си беше част от научната работа в университета.
– Какво е усещането да работите близо до най-големите умове в света на физиката?
– Чувството е както на страхопочитание, така и на голяма отговорност. LIGO е международен проект, върху който си сътрудничат над 2000 учени. Това означава, че наистина имам възможността да работя рамо до рамо с най-утвърдените експерти в областта на гравитационните вълни, включително и учените, които са предложили и защитили идеята за построяването на тези детектори (за което заслужено споделиха Нобеловата награда по физика през 2017 г.). През идните десетилетия предстоят много нови открития, свързани с гравитационните вълни.
– Кога се включихте в изучаването на гравитационните вълни?
– Започнах докторантурата си през октомври 2014 г., близо година преди първото засичане на гравитационни вълни. Основната тема на моята докторска дисертация е нов метод за засичане на гравитационни вълни, който разчита на данни от сателита Gaia. Този метод е обещаващ, но тестването му ще трябва да изчака публикуването на пълния каталог от наблюдения на Gaia, което ще стане след 2020 г.
– От колко време се правят опити да бъдат засичани?
– Първото непряко доказателство за съществуването на гравитационни вълни датира от 1974 г., когато двама учени – Ръсел Хълс и Джоузеф Тейлър – доказват чрез наблюдения, че система от две неутронни звезди постепенно губи енергията си, а звездите се ускоряват една към друга по спираловидни траектории. Идеята гравитационните вълни да бъдат пряко засечени с помощта на интерферентен метод се заражда още през 60-те години, но от тогава до сега технологията не е била достатъчно развита, за да позволи това да се случи.
– Още когато Айнщайн е предсказал съществуването им, е било ясно, че гравитационните вълни са с изключително слаб физичен ефект. За сравнение, движението на Земята около Слънцето произвежда гравитационни вълни с мощност 200 вата – не много по-висока от мощността на обикновена електрическа крушка. Гравитационните вълни, които са измерени досега, произхождат от системи с много силна взаимна гравитация – подобни явления се случват постоянно и редовно, обикновено много далеч от нашата галактика. Първото засичане на гравитационни вълни стана възможно едва след усъвършенстване на съществуващите детектори LIGO и прилагане на съвременни инженерни подходи за стабилизиране и изолиране на сигнала.
– Как бяха потвърдени?
– Особено старание беше вложено в потвърждаването на факта, че сигналът, който LIGO е засякъл, наистина е гравитационна вълна с произход от сливането на две черни дупки. Най-силният аргумент е наблюдаването на идентичен сигнал в два отдалечени (и затова независими) детектора.
– Имало ли е скептицизъм сред учените и желание за отказ от опитите?
– Скептицизмът относно съществуването и възможното засичане на гравитационни вълни започва със самия Айнщайн и продължава до днес. Всъщност Айнщайн е променил собственото си мнение по въпроса няколко пъти.
Противници на проекта за пряко засичане на гравитационни вълни се намират както на научно, така и на политическо ниво. След като LIGO оперира близо 40 години и поглъща повече от 1 милиард долара, без да постигне целта си, някои учени изразяват съмнение, че вероятно Айнщайн наистина е допуснал грешка. Други не са убедени, че този подход за засичането им ще даде резултат, а трети настояват, че първоначалните изчисления са грешни и трябва да се търси в различен честотен диапазон.
– Първото пряко засичане на гравитационни вълни е най-голямото развитие в астрономията от изобретяването на телескопа. Нека направим следния паралел: досега сме изучавали вселената, като наблюдаваме светлината, която идва от близки и далечни обекти; това е еквивалентно на възможността един човек да гледа света наоколо. Гравитационните вълни отключват едно ново сетиво за нас: те ни позволяват да „слушаме” звуците, които стигат до нас от различни краища на вселената. Нещо повече: фотоните (светлината) са се отделили от плазмата едва 380 хиляди години след Големия взрив – това означава, че ние не можем да видим процеси, предхождащи този период. Гравитационите вълни пътуват свободно през всички видове материя, което означава, че благодарение на тях можем да разберем какво се е случило по-малко от секунда след началото на вселената. Голяма част от моята работа се фокусира точно върху това приложение на гравитационните вълни.
– Добър въпрос – следващата стъпка е да превърнем засичането на такива процеси в рутина. Това ще ни позволи да изградим голяма банка от подробна информация за гравитационните вълни и техния произход.
Ще дам следния пример: засичане на няколко десетки гравитационни вълни от сливания на неутронни звезди ще ни позволи да измерим колко бързо се разширява вселената (т. нар. константа на Хъбъл) с безпрецедентна точност.
– Какви са Вашите планове за бъдещето?
– Включват много работа върху научни проекти. През последните няколко години развих интерес към определени методи и подходи в областта на гравитационните вълни и общата теория на относителността, които бих желал да разработя, тествам и публикувам. Ще се радвам, ако мога да запазя свободата сам да формулирам научните си интереси и да допринеса за колективното познание за вселената.
