Naukowcy ponownie zarejestrowali zaburzenie czasoprzestrzeni
Współpraca LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) donosiła: 26 grudnia 2015 r. Fale grawitacyjne przetoczyły się przez Ziemię, na co zareagowały detektory obserwatorium. Wydarzenie było drugim nagranym. Perturbacja struktury czasoprzestrzeni została spowodowana, jak sądzą naukowcy, połączeniem dwóch czarnych dziur, z których jedna jest 8 razy cięższa od Słońca, a druga 14 razy, w obiekt o masie 21 Słońca. Ten kataklizm na skalę uniwersalną wydarzył się 1,4 miliarda lat temu, ale „zmarszczki” z niego rozprzestrzeniające się z prędkością światła dotarły do nas dopiero teraz.
Po raz pierwszy fale grawitacyjne zostały „złapane” 14 września 2015 roku. Co stało się sensacją. Te - „pierwsze” również rozprzestrzeniły się z połączenia czarnych dziur, ale większą masę - w 29 i 36 słonecznych. Obiekt, utworzony 1,3 miliarda lat temu, stał się 62 razy cięższy od Słońca.
Oczywiście wielokrotne obserwacje wzmacniają sukces. I nie ma już wątpliwości, że fale grawitacyjne naprawdę istnieją. Co pobudza wyobraźnię astronomów.
Tunele interferometrów laserowych obserwatorium grawitacyjnego.
DETALE
Film promocyjny:
Fala biegnie do łapacza i bestii
Zgodnie z ogólną teorią względności, którą Albert Einstein ogłosił w 1916 r., Fale grawitacyjne muszą po prostu istnieć w postaci pewnego rodzaju falowania w strukturze czasoprzestrzeni. Szczególnie intensywnie powinny być propagowane przez kataklizmy, które nieustannie występują we Wszechświecie - na przykład wybuchy supernowych, formowanie się i łączenie czarnych dziur. Naukowcy wierzyli, że powstałe fale grawitacyjne, rozprzestrzeniające się jak koła na wodzie, wcześniej czy później dotrą do Ziemi. Gdzie i można je uchwycić za pomocą instrumentów - obserwatoria grawitacyjne. LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) jest jednym z największych na świecie. Składa się z dwóch obiektów badawczych. Jeden znajduje się w Livingston w stanie Luizjana, a drugi jest oddalony o ponad 3000 km, w Hanford,Stan Waszyngton (Hanford, Waszyngton). Łowienie na nich trwało od 2002 do 2010 roku. Ale bez skutku. Jakby w przyrodzie w ogóle nie było fal grawitacyjnych. Dlatego Einstein się mylił.
Einsteinowi można ufać, nawet jeśli chce się wątpić.
Istota wędkowania jest prosta. Dwie wiązki lasera są skierowane prostopadle do siebie przez długie rury. W LIGO każda rura ma 4 kilometry. Następnie za pomocą luster promienie łączą się w jedno. I patrzą na wynik - na wzór interferencji. Jeśli nadejdzie fala grawitacyjna, wówczas kompresuje przestrzeń w jednym kierunku i rozciąga się prostopadle. Odległości pokonywane przez belki zmieniają się. Widać to na zdjęciu, które jest koncentrycznym okręgiem.
Ale wcześniej nic takiego nie było widoczne.
Obserwatorium zostało niedawno zmodernizowane i nazwane Advanced LIGO. Urządzenia rybackie, tak zwane interferometry laserowe, stały się bardziej czułe. I dał wynik. Zostało to ogłoszone 11 lutego 2016 roku na specjalnej konferencji prasowej w National Press Club w Waszyngtonie.
Wśród autorów tego i obecnego odkrycia - naukowców zjednoczonych w międzynarodowej współpracy LIGO, są też naukowcy rosyjscy. Zebrał je członek korespondent RAS Vladimir Braginsky, profesor Wydziału Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego i California Institute of Technology. Dziś na czele zespołu stoi Valery Mitrofanov.
Według plotek naukowcom udało się zarejestrować aż trzy fale grawitacyjne, których źródła znajdują się w konstelacjach Dorado, Barana i Hydry. Dwa już zostały ogłoszone. Wiadomość o trzeciej fali prawdopodobnie pojawi się wkrótce. Potrzeba czasu, aby zweryfikować wyniki obserwacji.
Łączenie się czarnych dziur jest nadal głównym źródłem fal grawitacyjnych
KOMENTARZ SPECJALISTYCZNY
Nowe okno na wszechświat
Wydaje się, że rosyjscy naukowcy zajęli się najważniejszą rzeczą - zwiększeniem czułości instrumentów obserwatorium.
„Zmieniliśmy kształt anten, aby zminimalizować obce szumy” - mówi jeden z autorów odkrycia, dyrektor naukowy Rosyjskiego Centrum Kwantowego, profesor Uniwersytetu Moskiewskiego Michaił Gorodecki. - Wybraliśmy również optymalny materiał na lustra - topiony kwarc. Koledzy zasugerowali kryształowy szafir, który okazał się bardziej „hałaśliwy” do testów.
W końcu wrażliwość obserwatorium stała się fenomenalna.
- Na cztery kilometry zarejestrowane odchylenie wynosi tylko 10 do minus 19 stopni metra - to jest 10 000 razy mniej niż średnica protonu - jądra atomu wodoru - powiedział Gorodecki.
Zdaniem naukowca wraz z wykryciem fal grawitacyjnych rozpoczęła się nowa era - astronomia fal grawitacyjnych. Pojawiło się kolejne narzędzie do badania Wszechświata.
- Mamy teraz „uszy”, którymi możemy słuchać Wszechświata - mówi naukowiec. - Nie żartuję: częstotliwości fal grawitacyjnych rejestrowane przez LIGO są tak naprawdę dźwiękowe - setki herców, kiloherców, można je przekształcić w dźwięk i słuchać jak śpiew ptaków. Będziemy nagrywać najciekawsze wydarzenia. Przetestujmy teorię względności na poziomie dokładności, który nie jest dostępny dla innych metod. Sprawdźmy nowe teorie i być może zbliżmy się do stworzenia kwantowej teorii grawitacji. Albo nawet teoria wielkiego zjednoczenia.
- Teraz mamy tylko dwa detektory - wyjaśnia Gorodecki. „Jednak nawet z nimi możemy określić masy obiektów. I zgodnie z czasem opóźnienia - przybliżona pozycja na niebie. Na dwie anteny lokalizacja nie jest zbyt dobra - na niebie jakiś łuk. Ale kiedy trzecia europejska antena grawitacyjna we Włoszech będzie już w pełni sprawna, będziemy w stanie dość dokładnie określić położenie źródeł metodą triangulacji.
Zdaniem naukowca pozwoli to na szybkie wycelowanie w obszar, z którego emanują fale grawitacyjne, optyczne i radioteleskopy, aby zbadać ich źródła tradycyjnymi metodami.
Astrofizycy narzekają, że obserwatorium grawitacyjne VIRGO we Włoszech nie ma jeszcze połączenia z gromadzeniem danych. Wówczas przy pomocy detektorów umieszczonych w rogach gigantycznego trójkąta możliwe byłoby dokładne „śledzenie” źródeł fal grawitacyjnych. A Advanced LIGO pozwala tylko z grubsza wskazać im kierunek.
Vladimir LAGOVSKY
