Znanstveniki se pripravljajo, da naznanijo obstoj gravitacijskih valov
Dokazi o obstoju gravitacijskih valov, ki jih bo napovedovala splošna teorija relativnosti (GR) Alberta Einsteina, bodo ameriški znanstveniki predstavili prihodnji četrtek. Te valove so po mnenju mikrobloma kozmologa ameriške univerze Arizona Lawrence Krauss odkrili nadgrajeni detektorji opazovalnice LIGO. Pavla IVANOVA, vodilnega raziskovalca na oddelku za teoretsko astrofiziko Astrospace centra Lebedevega fizikalnega inštituta, smo prosili, naj bralcem MK razloži pomen gravitacijskih valov.
Kje se je torej vse začelo? Če v globalnem smislu, potem seveda s splošno teorijo relativnosti Alberta Einsteina, ki je napovedovala, da kozmično telo, ki leti s spremenjenim pospeškom, ustvarja vznemirjenje prostora-časa - gravitacijski val. Posredno je bil njegov obstoj že dokazan zaradi konvergence tesnih sistemov binarnih zvezd - izgubili so energijo zaradi sevanja gravitacijskih valov. Toda do nedavnega ni bilo mogoče sami registrirati valov zaradi njihove majhnosti.
In zdaj obstajajo dokazi, da je detektor LIGO, najbolj občutljiva naprava do zdaj in posebej ustvarjen za pritrjevanje gravitacijskih valov, uspel. Zapisal je popačenja prostora po opazovanju združitve dveh ogromnih črnih lukenj z maso 29 in 36 sončnih mas. Po združitvi je bila masa objekta 62 sončnih mas.
Foto: ru.wikipedia.org
Te informacije pravzaprav niso pricurljale iz LIGO. Sredi januarja je teoretik na Twitterju poročal teoretik univerze v Arizoni Lawrence Krauss. Toda znanstvena skupnost se je o odkritju gravitacijskih valov začela resno pogovarjati šele potem, ko sta teoretični fizik Clifforth Burjess in spletna stran revije Science objavila o prihajajoči konferenci 11. februarja.
Torej, kaj pričakujemo od otvoritve? Vprašam Ivanova
Promocijski video:
- Dokazi o obstoju gravitacijskih valov bodo človeku odprli novo okno v vesolje. Dobili bomo dodatno orodje za njegovo preučevanje na vse dosege elektromagnetnih valov, ki jih že imamo: od radijskih valov do gama sevanja. Če zanesljivo registriramo gravitacijske valove, se lahko veliko naučimo o črnih luknjah, nevtronskih zvezdah, kako se združijo, kako se razvijajo in podobno. No, glede samega Vesolja, seveda …
Po čem se je začelo iskanje gravitacijskih valov?
Vemo, da veliko teles, ki izgubljajo energijo, oddaja gravitacijske valove. Odkrit je bil dvojni pulsar, torej dve nevtronski zvezdi, ki krožita drug proti drugemu. Ko smo izmerili orbito pulsarja, smo ugotovili, da ta postane manjši prav zaradi sevanja gravitacijskih valov. Samo za ta pulsar, za odkritje učinka sevanja, so znanstveniki prejeli Nobelovo nagrado!
Zakaj je tako težko zaznati gravitacijski val?
- Je zelo šibek: ko preide, povzroči premik dolžine opazovalnega instrumenta za 10 do -23 krat! Znanstveniki so potrebovali ogromno sredstev in naporov, da so se naučili meriti tako šibke signale. In še ne rečemo, da so jih odkrili … Na svetu je več poskusnih naprav, s pomočjo katerih specialisti želijo ujeti premik. Eden od njih je LIGO, laserski večkilometrski interferometer.
„Torej lahko s pomočjo gravitacijskih valov bolje preučite dinamiko črnih lukenj. Kakšna je razlika z elektromagnetnimi valovi?
- Študija je s pomočjo elektromagnetnega sevanja težja - veliko je negotovosti, vedno je treba upoštevati dinamiko plina …
Če se dokaže obstoj gravitacijskih valov, kdo je glavni kandidat za Nobelovo nagrado?
- Če nagrado prejmejo, potem najverjetneje ne teoretiki, ampak tisti, ki se ukvarjajo z inštrumenti. Čeprav so tudi naši znanstveniki veliko prispevali k teoriji gravitacijskih valov. V sovjetskih časih je bil tak človek seveda Yakov Zeldovich in predstavniki njegove šole, zdaj smer vodi dopisni član Ruske akademije znanosti Vladimir Braginsky. Od tujih kolegov pri tem vprašanju sodeluje s Kip Thorn.
Ali je Kip Thorne svetovalec za film Interstellar, v katerem so črvične luknje - časovno-vesoljski tuneli zelo priljubljeni?
- Razumem vaš namig. Toda ne, polžke imajo popolnoma drugačen status, tako teoretični kot opazovalni. To so veliko bolj fantastične stvari kot gravitacijski valovi, v obstoj katerih ne dvomimo.
Toda, kot smo razumeli iz filma, so črvičke (ali "črvičke") ravno zaradi gravitacijskih valov …
Ne, ti valovi ne morejo nikoli tvoriti črvičke. V okviru obstoječe teorije jih sploh ni mogoče narediti, obstajati morajo že na začetku, od samega začetka širitve Vesolja. In, da jih podprete, da se ne zrušijo, potrebujete snov z nenavadnimi lastnostmi, ki ima negativno energijsko gostoto. Na splošno so črvičke hipotetični predmet, teorija jih ne prepoveduje, a doslej ni razumevanja, iz česa naj bi jih sestavljali.
Natalia Vedeneeva