Świat się pomarszczył

No to mamy ostateczne potwierdzenie teorii Einsteina. Po wielu latach poszukiwań zarejestrowano tzw. fale grawitacyjne. Ludzka wyobraźnia może mieć kłopoty z wyobrażeniem sobie tego zjawiska, ale warto spróbować. Odkrycie zmarszczek przestrzeni jest dla kosmologów niezwykle ważne. A dla nas ważne jest to, że dokonali tego Polacy!

Reklama

Dawno, dawno temu, w odległej galaktyce... Od tych słów zaczynał się każdy epizod kultowej serii „Gwiezdnych wojen”. Ale równie dobrze od tych słów może się zacząć artykuł o najnowszym odkryciu. A więc około 1,3 mld lat temu w odległości 1,3 mld lat świetlnych od nas doszło do kolizji dwóch ogromnych czarnych dziur. Choć słowo „ogromnych” chyba nie jest najlepsze. Nie wiadomo, jaki rozmiar mają czarne dziury, można jednak policzyć ich masę. A te dwie były naprawdę ciężkie, każda kilkadziesiąt razy cięższa niż nasze Słońce. Kolizja była rzeczywiście kosmiczna, a jej konsekwencje dotarły nawet do nas. W wyniku zderzenia powstała jedna superciężka czarna dziura, ale nie ona jest dla nas interesująca. W wyniku tej kolizji powstały zmarszczki przestrzeni. Kilka miesięcy temu udało się je wykryć.

Są czy ich nie ma?

Fale grawitacyjne na mojej prywatnej liście „najtrudniej wyobrażalnych fenomenów przyrody” zajmują chyba pierwsze miejsce. Albert Einstein ponad 100 lat temu wyliczył, że powinny istnieć. Ze sformułowanej przez niego ogólnej teorii względności wynika, że ruch obiektów obdarzonych masą jest źródłem rozchodzących się w przestrzeni fal grawitacyjnych (lub inaczej – choć nie mniej abstrakcyjnie – zaburzeń czasoprzestrzennych). Jak to sobie wyobrazić? Ha! To prawdziwe wyzwanie. Tego (chyba) nie da się wyobrazić. Ale można próbować. Może w tym pomóc jezioro, bezwietrzna pogoda i kamień. Gdy do „płaskiej” jak stół wody wrzucimy kamień, na jej powierzchni powstaną fale. W przypadku fal grawitacyjnych zamiast wody jest przestrzeń, a zamiast kamienia poruszające się obiekty.

Choć to totalna abstrakcja, masa zagina przestrzeń, a masa, która szybko się porusza, powoduje, że przestrzeń faluje. Im większa masa, im większy ruch, tym większe fale. I choć fale na wodzie dość łatwo zobaczyć, te, które powstają w przestrzeni (fale grawitacyjne), to niezwykle subtelne zjawiska. W książce „Zmarszczki na kosmicznym morzu” (Ripples on a Cosmic Sea: The Search for Gravitational Waves) prof. David Blair, australijski fizyk, poszukiwanie fal grawitacyjnych porównuje do nasłuchiwania wibracji wywołanych przez pukanie do drzwi z odległości 10. tys. kilometrów. Inni twierdzą, że detektory zdolne wykryć fale grawitacyjne powinny być zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety. Nie ma się więc co dziwić, że mimo wielu lat prób dotychczasowe wyniki poszukiwań nie zadowalały astrofizyków i kosmologów. Co prawda zdarzało się w przeszłości, że naukowcy raportowali o odkryciu jakichś nieregularności, ale nigdy nie były one na tyle oczywiste, żeby można było odtrąbić odkrycie. Skąd w ogóle pomysł, że jakiekolwiek fale istnieją? Po pierwsze ich istnienie wynika z teorii względności Einsteina. A po drugie… w 1974 roku dwóch radioastronomów z amerykańskiego Uniwersytetu w Princeton (Joseph Taylor i Russel Hulse) obserwowało układ dwóch krążących wokół siebie gwiazd (PSR1913+16). Dokładna analiza ich ruchu jasno wskazywała na to, że gwiazdy tracą energię. Gdy uczeni zarejestrowane dane „wsadzili” do odpowiednich wzorów, okazało się, że ten ubytek idealnie da się wytłumaczyć istnieniem fal grawitacyjnych. Gwiazdy część swojej energii traciły na „produkcję” fal przestrzeni. Totalna abstrakcja, ale świat nauki tryumfował. Mimo że samych fal nie zaobserwowano, za pośrednie potwierdzenie ich istnienia autorzy dostali w 1993 roku Nagrodę Nobla. Uzasadnienie Komitetu Noblowskiego brzmiało: „Za odkrycie nowego typu pulsara, odkrycie, które otwiera nowe możliwości badania grawitacji”.

Podwójne potwierdzenie

Aktywne poszukiwanie fal trwało od lat 60. XX wieku. W osta- tnich kilkunastu latach powstało na świecie wiele laboratoriów, które nasłuchują subtelnych drgań przestrzeni. Jak? Sposób jest prosty, choć jego realizacja ogromnie trudna. Najlepiej wyjaśnić to na konkretnym przykładzie. Od prawie 15 lat działa w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory, w skrócie LIGO, czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych.

«« | « | 1 | 2 | 3 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

  • czytelnik_wierny
    22.02.2016 18:06
    Panie Doktorze!

    Wszystkie doniesienia na temat ostatniego odkrycia fal grawitacyjnych jednoznacznie stwierdzają, że do wytworzenia się tych fal konieczne jest PRZYSPIESZENIE masywnych obiektów (zob. np. https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211). Innymi słowy gdyby jakaś masa poruszała się nawet nie-wiem-jak szybko, tj. z prędkością nie-wiem-jak bliską prędkości światła, tego rodzaju fale by nie powstały. (Nie można oczywiście wykluczyć, że istnieją jakieś fale wysyłane przez obiekty poruszające się ze stałą prędkością, niczym fale powierzchniowe wzbudzane na wodzie przez łódkę, ale ogłoszone odkrycie NIE dotyczy takich fal.) To co wydaje się być zarejrestrowane przypomina elektromagnetyczne promieniowanie hamowania, znane i wykorzystywane w źródłach promieniowania synchrotronowego, w których naładowane cząstki zmuszane są do brania mniej lub bardziej ostrych zakrętów, właśnie po to, aby wykonywać ruchy przyspieszone.
    Zupełnie nie rozumiem dlaczego nie chce Pan o tym uczciwie poinformować czytelników Gościa Niedzielnego. Półprawdy i przemilczenia to wstrętny grzech tak często dziś popełniany w mediach. Po co wykorzystywać do tego Tygodnik Katolicki promowany chyba we wszystkich parafiach?

Dodaj komentarz
Gość
    Nick (wymagany lub )

    Autopromocja

    Reklama

    Reklama

    Reklama