Znanstvenici se pripremaju objaviti postojanje gravitacijskih valova
Dokaz o postojanju gravitacijskih valova, predviđen općom teorijom relativnosti (GR) Alberta Einsteina, američki će znanstvenici predstaviti sljedeći četvrtak. Ove su valove, prema istraživanju mikrobloma kozmologa Sveučilišta Arizona State Lawrencea Kraussa, otkrili nadograđeni detektori opazovališta LIGO. Pitali smo Pavla IVANOV-a, vodećeg istraživača na Odjelu za teorijsku astrofiziku astro-svemirskog centra fizičkog instituta Lebedev, da objasni čitateljima MK značaj gravitacijskih valova.
Pa gdje je sve počelo? Ako u globalnom smislu, onda, naravno, s općom teorijom relativnosti Alberta Einsteina, koja je predviđala da kozmičko tijelo koje leti promijenjenim ubrzanjem stvara poremećaj prostora-vremena - gravitacijski val. Neizravno, njegovo postojanje već je dokazano kao rezultat konvergencije bliskih sustava binarnih zvijezda - oni su izgubili energiju na zračenje gravitacijskih valova. Ali donedavno nije bilo moguće registrirati same valove zbog njihove male veličine.
I sada postoje dokazi da je LIGO detektor, najosjetljiviji uređaj do danas i posebno stvoren za fiksiranje gravitacijskih valova, uspio. Zabilježio je izobličenja u prostoru nakon što je promatrao spajanje dvije velike crne rupe s masama od 29 i 36 solarnih masa. Nakon spajanja masa objekta bila je 62 solarne mase.
Foto: ru.wikipedia.org
Ti podaci, u stvari, nisu procurili iz LIGO-a. Sredinom siječnja teoretičar Sveučilišta Arizona Lawrence Krauss objavio je senzaciju na Twitteru. No, znanstvena zajednica počela je ozbiljno govoriti o otkriću gravitacijskih valova tek nakon što su teorijski fizičar Clifforth Burjess i web stranica časopisa Science objavili o predstojećoj konferenciji 11. veljače.
Pa, što očekujemo od otvaranja? Pitam Ivanova
Promotivni video:
- Dokaz postojanja gravitacijskih valova čovječanstvu će se otvoriti novi prozor u svemir. Dobit ćemo dodatni alat za proučavanje u svim rasponima elektromagnetskih valova koje već imamo: od radio valova do gama zračenja. Ako pouzdano registriramo gravitacijske valove, možemo puno naučiti o crnim rupama, neutronskim zvijezdama, kako se spajaju, kako se razvijaju i tako dalje. Pa, o samom Univerzumu, naravno …
Nakon što je započela potraga za gravitacijskim valovima?
„Znamo da mnoga tijela koja gube energiju emitiraju gravitacijske valove. Otkriven je dvostruki pulsar, odnosno dvije neutronske zvijezde koje kruže oko druge. Kad smo izmjerili orbitu pulsara, ustanovili smo da ona postaje manja upravo zbog zračenja gravitacijskih valova. Samo za ovaj pulsar, za otkriće djelovanja zračenja, znanstvenici su dobili Nobelovu nagradu!
Zašto je tako teško otkriti gravitacijski val?
- Vrlo je slab: kada prođe, uzrokuje pomak u duljini promatračkog instrumenta za 10 do -23 puta! Znanstvenicima su bila potrebna ogromna sredstva i napori da nauče kako izmjeriti tako slabe signale. A još ne kažemo da su otkrivene … U svijetu postoji nekoliko eksperimentalnih postrojenja uz pomoć kojih stručnjaci žele uhvatiti izmještanje. Jedan od njih je LIGO, laserski višekilometrski interferometar.
„Dakle, pomoću gravitacijskih valova možete bolje proučiti dinamiku crnih rupa. Kakva je razlika s elektromagnetskim valovima?
- Uz pomoć elektromagnetskog zračenja, studija je teža - postoje mnoge neizvjesnosti, uvijek treba voditi računa o dinamici plina …
Ako se dokaže postojanje gravitacijskih valova, tko je glavni kandidat za Nobelovu nagradu?
- Ako se nagrada dodjeljuje, onda, najvjerojatnije, ne teoretičarima, već onima koji se bave instrumentima. Iako su naši znanstvenici također dali veliki doprinos u teoriji gravitacijskih valova. U sovjetska vremena takva je osoba, naravno, bio Yakov Zeldovich i predstavnici njegove škole, sada smjer vodi član dopisnik Ruske akademije znanosti Vladimir Braginsky. Od stranih kolega surađuje na ovom pitanju s Kip Thorn.
Je li Kip Thorne savjetnik za film Interstellar, koji sadrži crvotočine - vremenski i svemirski tuneli vrlo popularno?
- Razumijem tvoj nagovještaj. Ali ne, crvotočine imaju potpuno drugačiji status, i teoretski i promatrački. To su mnogo fantastičnije stvari od gravitacijskih valova u čije postojanje ne sumnjamo.
Ali, kao što smo shvatili iz filma, crvotočine (ili "crvotočine") nastaju upravo zbog gravitacijskih valova …
Ne, ti valovi nikada ne mogu tvoriti crvotočnu rupu. Unutar postojeće teorije općenito ih je nemoguće napraviti, oni moraju postojati u početku, od samog početka širenja Svemira. A da biste ih podržali kako se ne bi urušili, potrebna vam je tvar neobičnih svojstava, koja ima negativnu energetsku gustoću. Općenito, crvotočine su hipotetski objekt, teorija ih ne zabranjuje, ali dosad ne postoji razumijevanje od čega bi se trebali sastojati.
Natalia Vedeneeva