Przełom w fizyce: istnienie fali grawitacyjnej potwierdzone
Odkrycie pozwala zajrzeć w nieznane obszary kosmosu, otwiera nową gałąź astronomii i stawia cały świat nauki na baczność. W potwierdzeniu ostatnich tez Einsteina udział brali polscy naukowcy.
NASA Goddard Space Flight Center/Flickr CC by 2.0

Sto lat temu Albert Einstein przedstawił światu ogólną teorię względności. Zakładała, że grawitacja jest zakrzywieniem czasoprzestrzeni. Proste? Nie do końca. Aby równanie Einsteina się zgadzało, musiał on założyć istnienie zmarszczek czasoprzestrzeni, które potrafią przemieszczać się z prędkością światła.

Brzmiało to skomplikowanie, nawet dla samego Einsteina, który do końca swego życia nie był przekonany co do istnienia (nie mówiąc już o możliwości ich zaobserwowania) owych zmarszczek, które naukowcy nazywają falą grawitacyjną. Dziś międzynarodowy zespół LIGO i Virgo oficjalnie potwierdził udaną obserwację trapiących geniusza fal, co jest dokonaniem absolutnie przełomowym. Odkrycie jest dla nas tym ważniejsze, że część zespołu badawczego stanowili Polacy.

Fala grawitacyjna jest zmarszczką czasoprzestrzeni. Ale skąd się bierze? Wbrew pozorom jest to całkiem proste. Jak wie każdy wnikliwy uczeń w gimnazjum, po wrzuceniu kamyka do stawu na tafli wody tworzą się fale. Z falą grawitacyjną jest całkiem podobnie, tyle że zamiast kamyka musi dojść do potężnego kosmicznego zamieszania.

Ponad 1300 osób pracujących w międzynarodowym zespole LIGO-Virgo obserwowało i analizowało taki kosmiczny dramat, czego efektem jest ich dzisiejsze odkrycie. Naukowcy badali dwie czarne dziury o masach trzydziestokrotnie przewyższających masę Słońca, które od kilku miliardów lat orbitowały wokół siebie, stopniowo zmniejszając dzielący je dystans. Kiedy wreszcie doszło do ich zderzenia, nastąpiło najbardziej energetyczne zjawisko znane ludzkości. Jasność wybuchu była 100 razy jaśniejsza niż jasność Wszechświata.

Tak intensywne zjawisko było obserwowane po raz pierwszy, a jego konsekwencją jest to, że zespół LIGO-Virgo uchwycił interferencję potwierdzającą istnienie fali grawitacyjnej, która (zgodnie z założeniami Einsteina) dotarła do Ziemi z prędkością światła. Naukowcy zaobserwowali taki sam odczyt, w dwóch detektorach znajdujących się w zupełnie innych miejscach, co daje pewność, że obserwowanym zjawiskiem była fala grawitacyjna, a nie zakłócenie lub szum.

O tym, że grawitacja istnieje, wie każdy wyedukowany młodzian, ale dla naukowców wciąż pozostaje ona jedną z najbardziej tajemniczych sił we Wszechświecie. Bo jak można obserwować i badać siłę, która jest przenikliwa i nie poddaje się żadnym pomiarom? Dlatego zaobserwowanie fal jest tak ważne. Dają nam one możliwość obserwowania stanu grawitacji w ekstremalnych warunkach, co umożliwia zrozumienie samej siły.

Odkrycie zespołu LIGO-Virgo potwierdza tezę Einsteina, że grawitacja jest w istocie zakrzywieniem czasoprzestrzeni, co stanowi przełom na miarę naszej epoki, a samym naukowcom daje niemal murowaną szansę na Nagrodę Nobla.

Z drugiej strony potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych otwiera zupełnie nowy rozdział dla badań kosmosu. Zdaniem Bożeny Czerny z PAN zapoczątkowuje ono zupełnie nową gałąź astronomii: astronomię fal grawitacyjnych. Odkrycie stwarza możliwość zaglądania w te obszary kosmosu, które wcześniej były dla nas niedostępne, jak np. wnętrza gwiazd neutronowych.

Poza tym odkrycie naukowców ma też wymiar historyczny dla samej fizyki teoretycznej. Jak zauważa Bożena Czerny z PAN: – Jest to bardzo ważny moment dla fizyki. Potwierdziliśmy ogólną teorię względności, a trzeba wspomnieć, że istnieje wiele innych konkurencyjnych teorii, ponieważ teoria Einsteina nie uwzględnia efektów kwantowych. Teraz tezy fizyka zostały potwierdzone, co oznacza, że wszystkie pozostałe teorie będą musiały się zmodyfikować, uwzględniając istnienie fal grawitacyjnych. 

Więcej na temat fal grawitacyjnych i pracy zespołu LIGO-Virgo w kolejnym numerze POLITYKI 17 lutego 2016 roku.

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj