Сотрудник НИИЯФ МГУ М.Е. Герценштейн был первым разработчиком идеи детектора гравитационных волн, реализованной впоследствии американскими учеными и принесшей блестящие результаты.
Знаменитые гравитационные волны были обнаружены 14 сентября 2015 года двумя лазерными Интерферометрами гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГО), расположенными в городах Ливингстон, штат Луизиана, и Хэнфорд, штат Вашингтон, США.
Черные дыры в этом событии имели в 29 и 36 раз большие массы, чем масса Солнца, а само событие произошло 1,3 млрд. лет назад. Масса, примерно в 3 раза большая массы Солнца за доли секунды превратилась в гравитационные волны с пиковой выходной мощностью примерно в 50 раз больше той, которая исходит от всей видимой Вселенной. Учитывая то, что время сигнала с детектора в Ливингстоне опережало на 7 миллисекунд время сигнала с детектора в Хэнфорде, ученые смогли сказать, что источник был расположен в Южном полушарии.
“С этим открытием мы, люди, вступаем в новую дивную область (quest) исследований: область исследований деформированных частей Вселенной - объектов и явлений, которые сделаны из искривлений пространства-времени. Столкновения черных дыр и гравитационные волны - наши первые прекрасные образцы этого,” сказал Кип Торн, почётный Фейнмановский профессор теоретической физики из Калифорнийского технологического института.
ЛИГО была первоначально предложена в качестве средства обнаружения гравитационных волн в 1980 Райнером Вайсом, почётным профессором физики Массачусетского технологического института; Кипом Торном и Рональдом Древером, почётным профессором физики также из Калифорнийского технологического института.
Суть эксперимента в следующем. В двух американских штатах на расстоянии около 3000 километров уставили две антенны LIGO. Это трубы длиной 4 километра, расположенные перпендикулярно друг другу. Луч лазера расщеплялся надвое. Лучи отражались от зеркал, подвешенных на концах труб, а затем сходились воедино в фотодетекторе. Если сигнала о гравитационных волнах нет, то расстояния, которые пробегают лучи, равны, и в детекторе они гасят друг друга. Экран остается темным. Если же долгожданная волна пришла, то своей гравитацией она сдвинет зеркала, путь лучей изменится, и экран вспыхнет.
Более 20 лет детектор оставался темным. И тогда физики поняли, что надо еще повышать чувствительность. На это ушло целых пять лет, с 2010 по 2015 год. А когда антенны вновь были включены, почти сразу пришел успех. Мечта длиной в 100 лет осуществилась. Но для этого пришлось создать в приборе действительно фантастическую чувствительность. При длине плеча антенны в 4 километра удалось поймать отклонение величиной в 10-19 м. Это в десять тысяч раз меньше диаметра атомного ядра. Сегодня это предельная точность измерения, которую до сих пор удавалось достичь на Земле.
Впервые использовать оптический интерферометр майкельсоновского типа как детектор гравитационных волн предложили советские учёные М.Е. Герценштейн и В.И. Пустовойт в 1962 г, и их идея стала решающей. Затем уже Райнер Вайс, подхватив эту идею, предложил увеличить эффективную длину плеч интерферометра за счёт многократных отражений оптического луча от пробных масс-зеркал в каждом плече. Работы Кипа Торна в США по обнаружению гравитационных волн используют работы М.Е.Герценштейна и В.И.Пустовойта 1962 года (Вестник РАН 2001 том 171 №7 стр. 588-590).
Михаил Евгеньевич Герценштейн (1926 – 2010) окончил радиоотделение Физического факультета МГУ в 1951 году. Кандидат наук с 1967 г., доктор наук с 1966 г., профессор с 1992 года.
В НИИЯФ МГУ работал с 1981 года в должности старшего и затем ведущего научного сотрудника.
За время работы создал более 450 научных работ и изобретений.
В период 2005-2010 гг. основное внимание в своей работе Михаил Евгеньевич уделял вопросам, связанным с обнаружением гравитационных волн, интерпретацией черных дыр и проблемам сингулярности в общей теории относительности.
Им была выдвинута гипотеза о колебательном характере гравитационного коллапса, которая лучше согласуется с наблюдениями, чем теория стационарных образований. От теории стационарных черных дыр отказался основатель науки о черных дырах С.В. Хокинг. В отчете Михаил Евгеньевич пишет: «Теория долгое время не принималась современными классиками Общей Теории Относительности. И поэтому мои работы долгое время не печатались в серьезных научных журналах. Положение несколько изменилось к лучшему, после того как «генерал науки о черных дырах С.В. Хокинг публично отказался от своих работ по черным дырам на конференции в Дублине». К сожалению, статья самого Хокинга не опубликована, нет публикаций и его учеников. Поскольку статей самого Хокинга нет, я был вынужден ответить ему статьей в популярном молодежном журнале «Техника Молодежи 2004 №12.»».
Так же Герценштейн предложил механизм формирования узких струй материи (джетов) в тесных звездных двойных системах.