Sensacja potwierdzająca teorię Einsteina. Zaobserwowano falę grawitacyjną z kosmicznej katastrofy

Czwartek, 11 lutego 2016 (16:58)

Po raz pierwszy udało się zaobserwować na Ziemi fale grawitacyjne - ogłosili polscy uczestnicy międzynarodowych badań, które pokazały, że we wrześniu przez naszą planetę przeszły zmarszczki czasoprzestrzeni, ślad kosmicznej katastrofy. 14 września ubiegłego roku dwa detektory amerykańskiego obserwatorium LIGO oddalone od siebie o 3 tys. km (jeden w Waszyngtonie, drugi w Luizjanie) zarejestrowały niemal jednocześnie sygnał fal grawitacyjnych pochodzących ze zderzającego się układu dwóch czarnych dziur.

Wyniki eksperymentu ogłoszono na konferencjach odbywających się równolegle w USA i we Włoszech. Swoją zorganizowała też w Warszawie Polska Akademia Nauk.

W badaniach brali udział naukowcy z kilkunastu krajów - w tym z Polski. To badacze związani z eksperymentami przy detektorach LIGO w USA oraz Virgo we Włoszech - łącznie ponad 1300 osób (w tym 15 Polaków).

To pierwsza bezpośrednia rejestracja sygnału grawitacyjnego na Ziemi – mówi prof. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN w Warszawie i Narodowego Centrum Badań Jądrowych. Prof. Królak jest liderem polskiej grupy naukowców uczestniczących w tym projekcie.

Do zderzenia czarnych dziur doszło miliard lat temu. Fala grawitacyjna dotarła na Ziemię dopiero w zeszłym roku

Choć zderzenie czarnych dziur trwało krócej niż mgnienie okiem i nastąpiło ponad 1 mld lat temu, to było naprawdę potężne. Prędkość, jaką czarne dziury osiągnęły tuż przed zderzeniem, to połowa prędkości światła (150 tys. km/sek.). Pochodząca z tej kosmicznej katastrofy fala grawitacyjna podróżowała z prędkością światła przez Wszechświat i dopiero w zeszłym roku dotarła do Ziemi.

Sygnał, jaki zarejestrowaliśmy, trwał zaledwie 0,12 sekundy, ale był niezwykle wyraźny i zgadzał się bardzo dokładnie z modelami przewidzianymi przez ogólną teorię względności Einsteina - mówi prof. Królak. Dotychczas odnaleziono jedynie pośrednie dowody na to, że fale grawitacyjne - przewidziane w teorii Einsteina - istnieją i że również ten punkt sławnej teorii był zgodny z prawdą.

Przełomowy moment dla astronomii

Otwiera się przed nami nowa dziedzina astronomii - astronomia fal grawitacyjnych. Jesteśmy w przełomowym momencie - zwrócił uwagę Królak. Wyjaśnił, że dalsze badania nad falami grawitacyjnymi być może rzucą światło na to, co się dzieje w czarnych dziurach.

Amerykańskie detektory, które wykryły "zmarszczki" w czasoprzestrzeni, to monumentalne interferometry laserowe. Ich tunele mają kształt litery L, a każde z ich ramion ma po 4 km długości. We wnętrzu tych ramion biegnie światło lasera. W uproszczeniu chodzi o sprawdzanie z niezwykłą precyzją (do tysięcznych średnicy protonu), czy długość jednego ramienia instalacji zmienia się w stosunku do długości drugiego ramienia. Mogłoby się wydawać, że wyniki będą zawsze takie same. A okazuje się, że nie. Przechodząca przez Ziemię fala grawitacyjna - którą ciężko wychwycić, bo na chwilę odkształca całą czasoprzestrzeń wokół nas - może się zdradzić właśnie poprzez wyniki pomiarów w interferometrze. To właśnie zaobserwowano 14 września.

Ważna rola Polaków w projekcie

Polacy w tym projekcie nie tylko nosili halabardę, ale odegrali poważniejszą rolę - mówi wiceprezes PAN prof. Paweł Rowiński. Jak wymienił, zadaniami Polaków w projekcie była analiza danych uzyskanych z amerykańskich detektorów LIGO, prowadzenie badań źródeł astrofizycznych fal grawitacyjnych, budowa modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Virgo (to interferometr, który znajduje się we Włoszech i pracuje ramię w ramię z detektorami LIGO. Na razie przechodzi renowację, ale otwarty będzie pod koniec tego roku).

Jak powiedział Rowiński, w projekcie uczestniczyli badacze z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

W marcu 2014 r. inny zespół naukowców badających fale grawitacyjne zaliczył sporą wpadkę i ogłosił odkrycie fal grawitacyjnych bazując na błędnych interpretacjach. Wtedy wyniki pochodziły z zupełnie innego typu badań - obserwacji mikrofalowego promieniowania tła za pomocą teleskopu BICEP2. Z czasem okazało się, że w badaniach tych jest pomyłka (nie uwzględniono pewnych istotnych czynników). Rok temu publikację publicznie odwołano.

(mpw)

Artykuł pochodzi z kategorii: Z ostatniej chwili