В ночь на 13 сентября 2012 года в Университетском госпитале г. Кардиффа (Уэльс), после непродолжительной болезни ушел из жизни выдающийся специалист по ОТО и гравитационным волнам, выпускник 1964 года отделения астрономии физфака МГУ Леонид Петрович Грищук.
Начиная со студенческих лет, Грищук увлекался разными аспектами космологии и курсовую работу и диплом писал у известного в ГАИШе МГУ (Государственном Астрономическом институте им. П.К Штернберга) космолога А.Л. Зельманова, от которого перенял взгляды и подходы относительно недостаточности математического описания Вселенной в рамках однородных и изотропных моделей. После окончания учебы он поступил к Зельманову в аспирантуру. В 1967 году в ГАИШе Грищук защитил кандидатскую диссертацию по теме: «К проблеме сингулярностей в решениях уравнений Эйнштейна», в которой он рассматривал решения этих уравнений для пылевидной среды и показал, что в этом случае могут возникать «голые сингулярности»— каустики с блинноподобной конфигурацией. Это были предтечи известных «блинов» Зельдовича, структур, возникающих при коллапсе неоднородностей в распределении темной материи — как теперь известно, основных элементов крупномасштабной структуре Вселенной.
Пожалуй, наиболее известные работы Леонида Петровича связаны с проблемами генерации гравитационных волн и их взаимодействия с веществом, полями и квантовыми системами. Из этой тематики особенно важными были работы (1974 год) с выводом о неизбежности генерации гравитационных волн на ранних этапах расширения Вселенной. Эти работы послужили отправной точкой огромному количеству дальнейших исследований по генерации во Вселенной возмущений различного типа. В настоящее время обнаружение космологических гравитационных волн (в частности, с помощью космической обсерватории Planck) является одной из самых важных задач наблюдательной космологии. Оно позволит судить о свойствах Вселенной на самых ранних этапах космологической эволюции (на временах с начала расширения меньше, чем 10-32 с !), проверить так называемую теорию космологической инфляции (отметим, что Л. П. относился к ней довольно скептически) и общую теорию относительности на больших энергетических масштабах. Одним из основоположников этой грандиозной научной программы по праву считается Л. П. Грищук.
Работы Грищука 70-х годов (совместно с М. В. Сажиным, В. Б. Брагинским, А. Г. Дорошкевичем, Я.Б. Зельдовичем и И. Д. Новиковым) по теории взаимодействия гравитационных волн с электромагнитными были полезны при проектировании детекторов типа «лазерного интерферометра» (LIGO в США) и «микроволновых ячеек». В эти же годы Л.П. Грищуком вместе с соавторами было обращено внимание на новые физические эффекты, определяемые гравитационными волнами: кинематический резонанс, потоки дрейфовых частиц, запоминание положения (с В.Б. Брагинским) и скорости (с А.Г. Полнарёвым) частиц после прохождения гравитационной волны.
Вместе с учениками Л. П. развивал концепцию, согласно которой квантово-механическая генерация космологических возмущений приводит к феномену стоячих волн («сжатые» квантовые состояния), что наблюдается со спутников в виде отдельных «горбов» в спектре мощности реликтового микроволнового излучения (так называемые «сахаровские осцилляции»). Совместно с Я.Б. Зельдовичем им было указано на возможность существования в реликтовом излучении очень больших по масштабам неоднородностей, обусловленных длинноволновыми первичными гравитационными волнами (эффект Грищука–Зельдовича). А с его аспирантом С.В. Бабаком была предложена некоторая модификация ОТО, в которой предполагалось существование двух гравитонов разной природы с ненулевой, очень малой массой, в которой уже не будет черных дыр!
Кроме исследований гравитационных волн, в которых Л.П. был признанным международным лидером, он успешно работал практически во всех областях современной теории гравитации. Отметим работу Л.П. и Я.Б. Зельдовича по возможности возникновения Вселенной «из ничего», которая в какой-то мере предвосхитила инфляционные модели Мира, широко известную работу Л.П. с В.А. Белинским, И.М. Халатниковым и Я.Б. Зельдовичем по изучению фазового портрета динамической системы, описывающей Вселенную, заполненную скалярным полем, где было получено доказательство, что «инфляционные траектории» являются аттракторами для фазовых кривых этой системы. Исследуя космологические проблемы, Леонид Петрович, естественно в большей степени, использовал общую теорию относительности (ОТО) как самую признанную теорию гравитации. Но он не относился к ней как к догме, застывшей раз и навсегда. Он всегда был в размышлении о фундаментальных основах гравитационной теории, о ее месте среди других физических теорий. Результатом этого стал ряд его практически чисто гравитационных работ. Как пример, в 1990 году совместно с Б. Бертотти был проанализирован сильный принцип эквивалентности и сделан вывод, что в ОТО этот принцип выживает при определенных ограничениях на параметре системы, в отличие от других метрических теорий. Большое место в исследованиях Грищука занимает так называемая полевая формулировка ОТО на произвольно искривленном фоне, разработанная совместно с А.Н. Петровым и А.Д. Поповой. Годы ее создания относятся к первой половине 80-х. Смысл в том, что в таком представлении ОТО все поля, включая гравитационное, распространяются на фоне заданного пространства-времени. Обе формулировки, и геометрическая, и полевая, — это два представления одной и той же теории, дающие одинаковый результат, а предпочтение отдается той или иной формулировке в зависимости от характера решаемой проблемы. В этой связи отметим его критические работы по поводу так называемой релятивистской теории гравитации. Как показало дальнейшее развитие, метод полевого подхода, развитый Л.П. и коллегами, оказался весьма продуктивным в построении сохраняющихся величин в любой метрической и многомерной гравитации.
С 1967 по 1990 год Л.П. работал в ГАИШе МГУ, в период 1990–1994 годов — в рамках научного сотрудничества между университетами — в США. А с 1995 года он стал профессором в Университете в Кардиффе, Великобритания, продолжая активно сотрудничать с коллегами из ГАИШа, профессором которого он оставался до конца своих дней.
Если судить не по количеству прожитых лет, а по «гамбургскому счету», то Л.П. Грищук свои взгляды и свое понимание роли гравитационных волн в космологии и возможные наблюдательные следствия из этого, к счастью, успел выразить в своих многочисленных статьях и выступлениях на международных форумах и конференциях. Жаль только, что он не успел написать книгу, для которой собирал материалы, про свои любимые гравитационные волны. Л.П. был искренне предан науке, был неутомимым спорщиком, всегда горячо отстаивающим свою точку зрения. Своим отношением к науке он умел воодушевлять коллег, вне зависимости от того, разделяли они или нет его взгляды. Поэтому его влияние на международное сообщество космологов и астрофизиков оказывалось не только его статьями, многие из которых уже давно стали классическим, но и личным примером служения науке.
В заключение приведем краткий текст Кипа Торна, друга и коллеги Леонида Петровича, написанный 15 сентября 2012 года специально для мемориальной страницы Л. П. Грищука на сайте УФН. Леонид Петрович был страстным человеком. Он любил жизнь, он любил физику, он любил свою семью и друзей. В физике он никогда не следовал моде. Он исследовал вопросы для себя, своим собственным образом и часто видел глубже, чем мы все. В 1960-х, когда все считали, что флуктуации плотности в ранней Вселенной трехмерны, он показал, что флуктуации общего вида приводят к уплощенной структуре (блины), впоследствии наблюденной астрономами. В 1970-е, когда все были убеждены, что конформная инвариантность не допускает рождения частиц, происходящих в ранней быстро расширяющейся Вселенной, он обнаружил, что уравнения для гравитационных волн не конформно инвариантны, следовательно, первичные гравитоны должны были рождаться в огромном количестве. В 1980-х, когда другие считали, что рождение гравитонов есть параметрическое усиление вакуумных флуктуаций, он обнаружил, что оно происходит вследствие экстремального сжатия квантового состояния гравитонов. В 2000-е, когда те из нас, кто работал на LIGO — детекторе гравитационных волн — считали, что мы анализируем точно их поведение, он показал, что это не так: отклик LIGO на гравитационную волну отличен от того, который мы предполагали, и нам пришлось полностью модифицировать наш анализ. Леонид Петрович то и дело испытывал физический истэблишмент, и более чем часто он оказывался прав. Леонид Петрович был моим дорогим другом. Я любил его. Мне очень сильно недостает его.
П.Б. Иванов, Б.В. Комберг, В.Н. Лукаш, И.Д. Новиков
При написании этого текста использовались материалы мемориальной статьи о Леониде Петровиче, которая будет опубликована в журнале «Успехи физических наук».