A tudósok ismét rögzítették a tér-idő zavarát
A LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) együttműködésről beszámoltak: 2015. december 26-án gravitációs hullámok söpörtek végig a Földön, amelyekre a csillagvizsgáló detektorai reagáltak. Az esemény a második felvétel volt. A tudósok szerint a tér-idő szövetének megzavarodását két fekete lyuk összeolvadása okozta, amelyek közül az egyik 8-szor nehezebb, mint a Nap, a másik pedig 14-szer, egy 21 nap tömegű tárgyba. Ez az egyetemes léptékű kataklizma 1,4 milliárd évvel ezelőtt történt, de a fénysebességgel terjedő „hullámai” csak most érkeztek hozzánk.
Először a gravitációs hullámokat "fogták" 2015. szeptember 14-én. Mi lett szenzáció. Ezek - az "első" - szintén a fekete lyukak összeolvadásából terjedtek ki, de nagyobb tömeggel - 29 és 36 napelemben. Az 1,3 milliárd évvel ezelőtt kialakult tárgy 62-szer nehezebb lett, mint a Nap.
Nyilvánvaló, hogy az ismételt megfigyelés megerősíti a sikert. És már nincs kétség afelől, hogy a gravitációs hullámok valóban léteznek. Mi izgatja a csillagászok fantáziáját.
A gravitációs obszervatórium lézeres interferométereinek alagutai.
RÉSZLETEK
Promóciós videó:
A hullám az elkapóra és a fenevadra fut
Az általános relativitáselmélet szerint, amelyet Albert Einstein 1916-ban bejelentett, a gravitációs hullámoknak egyszerűen egyfajta hullám formájában kell létezniük a tér-idő szövetében. Különösen intenzíven kell azokat szaporítani az Univerzumban folyamatosan előforduló kataklizmákkal - például szupernóva-robbanásokkal, fekete lyukak kialakulásával és összeolvadásával. A tudósok úgy vélték, hogy a keletkező gravitációs hullámok, mint körök a vízen, előbb-utóbb eljutnak a Földre. Hol és meg lehet ragadni műszerekkel - gravitációs megfigyelőközpontokkal. A LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) az egyik legnagyobb a világon. Két kutatási létesítményből áll. Az egyik a louisianai Livingstonban (Livingston, Louisiana) található, a másik pedig több mint 3000 km-re, Hanfordban található. Washington állam (Hanford, Washington). A horgászat rajtuk 2002-től 2010-ig tartott. De hiába. Mintha a természetben egyáltalán nem lennének gravitációs hullámok. Einstein tehát tévedett.
Einsteinben akkor is megbízni lehet, ha valaki kételkedni akar.
A halászat lényege egyszerű. Két lézersugár merőlegesen irányul egymásra hosszú csöveken keresztül. A LIGO-ban minden cső 4 kilométer hosszú. Ezután a tükrök segítségével a sugarakat egybe hozzák. És megnézik az eredményt - az interferencia mintázatát. Ha jön egy gravitációs hullám, akkor az egy irányban összenyomja a teret és merőleges irányban nyújtózkodik. A gerendák által megtett távolságok változóak. Ez pedig látható a képen, amely koncentrikus kör.
De előtte semmi sem volt látható.
A csillagvizsgálót a közelmúltban korszerűsítették és Advanced LIGO névre keresztelték. A horgászeszközök, az úgynevezett lézeres interferométerek érzékenyebbek lettek. És ez adta az eredményt. 2016. február 11-én jelentették be egy különleges sajtótájékoztatón a washingtoni National Press Club-ban.
Ennek és a mostani felfedezésnek a szerzői között - a LIGO nemzetközi együttműködésben egyesült kutatók között orosz tudósok is vannak. Ezeket Vladimir Raginsky RAS levelező tag, a Moszkvai Állami Egyetem Fizikai Tanszékének és a Kaliforniai Műszaki Intézet professzora gyűjtötte össze. Ma a csapat élén Valerij Mitrofanov áll.
Pletykák szerint a tudósoknak akár három gravitációs hullámot is sikerült rögzíteniük, amelyek forrása a Dorado, a Kos és a Hydra csillagképben található. Kettőt már bejelentettek. Valószínűleg hamarosan megjelenik egy üzenet a harmadik hullámról. Időbe telik a megfigyelési eredmények igazolása.
A fekete lyukak egyesülése továbbra is a gravitációs hullámok fő forrása
SPECIALISTA MEGJEGYZÉS
Új ablak a világegyetembe
Úgy tűnik, hogy az orosz tudósok a legfontosabb dologgal foglalkoztak - a csillagvizsgáló műszereinek érzékenységének növelésével.
"Megváltoztattuk az antennák alakját, hogy minimalizáljuk az idegen zajokat" - mondja a felfedezés egyik szerzője, az Orosz Kvantumközpont tudományos igazgatója, a Moszkvai Állami Egyetem professzora, Mihail Gorodeckij. - Kiválasztottuk a tükrök optimális anyagát is - olvasztott kvarc. A kollégák kristályzafírt javasoltak, amely "zajosabbnak" bizonyult a teszteléshez.
Az obszervatórium érzékenysége végül fenomenálissá vált.
- Négy kilométeren a rögzített eltérés csak 10–19 méternek számít - ez 10 000-szer kisebb, mint a proton - a hidrogénatom magja - átmérője - mondta Gorodetsky.
A tudós szerint a gravitációs hullámok észlelésével új korszak kezdődött - a gravitációs hullámcsillagászat. Megjelent egy másik eszköz az Univerzum felfedezéséhez.
- Most "fülünk" van, amellyel hallgathatjuk az Univerzumot - mondja a tudós. - Nem viccelek: a LIGO által rögzített gravitációs hullámok frekvenciái valójában hangok - több száz hertz, kilohertz, hangokká alakíthatók és hallgathatók, mint a madarak csiripelnek. A legérdekesebb eseményeket rögzítjük. Teszteljük a relativitáselméletet olyan pontossággal, amely más módszerekhez nem áll rendelkezésre. Ellenőrizzük az új elméleteket, és közelebb kerüljünk a gravitáció kvantumelméletének létrehozásához. Vagy akár a nagy egyesülés elmélete.
- Most csak két detektorunk van - magyarázza Gorodetsky. - Azonban még velük is meghatározhatjuk a tárgyak tömegét. És a késleltetési idő szerint - a hozzávetőleges helyzet az égen. Két antenna esetében a lokalizáció nem túl jó - néhány ív az égen. De amikor az olaszországi harmadik európai gravitációs antenna teljesen működőképes lesz, akkor a háromszögelési módszer segítségével meglehetősen pontosan meg tudjuk határozni a források helyzetét.
A tudós szerint ez lehetővé teszi, hogy gyorsan megcélozzuk azt a területet, ahonnan a gravitációs hullámok sugároznak, optikai és rádióteleszkópokat, forrásuk tanulmányozását hagyományos módszerekkel.
Az asztrofizikusok azt panaszolják, hogy az olaszországi VIRGO gravitációs megfigyelőközpont még nem kapcsolódott az adatgyűjtéshez. Ezután az óriási háromszög sarkaiban elhelyezett detektorok segítségével lehetővé lehetne "nyomon követni" a gravitációs hullámok forrásait. Az Advanced LIGO pedig csak azt engedi meg, hogy nagyjából jelezze nekik az irányt.
Vladimir LAGOVSKY