VALOVI U PROSTORU

ZNANSTVENO OTKRIĆE DESETLJEĆA: EINSTEIN JE BIO U PRAVU! Gravitacijski valovi otkrit će nam tajne koje nismo ni znali da postoje

iStock

LIVINGSTON - Svjetski mediji i cijeli znanstveni svijet s nestrpljenjem očekuju vijesti koje bi u četvrtak u 16,30 trebao objaviti LIGO opservatorij u američkoj saveznoj državi Louisianni. Ako su glasine koje već danima kruže istinite, radi se o prijelomnom trenutku u ljudskom nastojanju razumijevanja svemira.

Slavni fizičar Albert Einstein još je 1915. objavio svoju Opću teoriju relativnosti, koja je potpuno promijenila tadašnju paradigmu fizike. Vrijeme, masa, duljina, brzina... sve je postalo relativno osim brzine svjetlosti, koja se jedina nikada ne mijenja. Gravitacija je postala sila koju uzrokuje zakrivljenost prostorvremena - sav prostor i vrijeme svemira izobličuje se pod utjecajem mase i energije.

Zadnji misterij teorije relativnosti

Od 1915. do danas, znanstvenici su eksperimentalno potvrdili sva predviđanja Opće teorije relativnosti, osim jednog. Teorija je predvidjela postojanje gravitacijskih valova - mreškanja u tkivu prostorvremena koja se šire brzinom svjetlosti u svim smjerovima od svojeg izvora, poput valova na površini mora.

Ukoliko uopće postoje, samo bi najmasivniji objekti i najnasilniji kozmički događaji mogli stvarati gravitacijske valove: masivne neutronske zvijezde ili crne rupe koje orbitiraju jedne oko drugih, te sudari takvih objekata.

Binarni sustav dvije iznimno masivne zvijezde mogao bi stvoriti gravitacijske valove (Ilustracija: NASA)

Gravitacijski valovi, u teoriji, stvaraju mikroskopske promjene u udaljenostima između čestica - šire ili sažimaju prostor - no efekt je iznimno malen. Štap duljine 1.000.000.000.000.000.000.000 metara postao bi par milimetara duži ili kraći, na djeličak sekunde.

Fizičari već desetljećima tragaju za gravitacijskim valovima, do sada bez uspjeha, što nije ni čudno kada se uzme u obzir kolika je preciznost mjerenja potrebna. Sve dosadašnje najave otkrića gravitacijskih valova na kraju su se ispostavile preuranjenima - lažne signale uzrokovala je obična prašina.

Potraga za nevidljivim valom

LIGO opservatorij (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - Opservatorij gravitacijskih valova laserskim interferometrom), postrojenje vrijedno milijardu dolara, traga za gravitacijskim valovima još od 2002. godine.

LIGO pokušava otkriti gravitacijske valove uz pomoć lasera i polupropusnih ogledala. Dvije laserske zrake prolaze oko 75 puta duž 4 kilometra dugačkih tunela u kojima je vakuum, i potom se vraćaju natrag u detektor fotona. Zrake su tako podešene da se pri povratku međusobno poništavaju, i do detektora ne dolazi nikakav signal, osim ako se duljina jednog od tunela nije promijenila. Ukoliko je jedan od dva kraka, postavljenih u obliku slova L, za djelić mikrometra postao duži ili kraći, dvije zrake neće se poništiti i detektor fotona zabilježit će signal.

Zapadni krak LIGO-ovog postrojenja u Hartfordu, Washington (Foto: CC)

U svoja dva postrojenja - jednom u Louisianni i jednom u saveznoj državi Washington, LIGO traga za takvim signalom koji bi se u kratkom vremenskom razmaku pojavio u oba detektora - što bi isključilo mogućnost pogreške, ali i omogućilo znanstvenicima da otprilike odrede izvor valova, uz pomoć triangulacije.

Glasine uzbudile znanstvenike

Upravo to se, čini se, dogodilo, ako je vjerovati glasinama koje već danima kruže među astrofizičarima. Iako djelatnici LIGO-a šute o svojem otkriću prije službene objave, radi se o međunarodnom timu u kojem se nalazi više od 1000 znanstvenika, te je curenje bilo gotovo nemoguće zaustaviti.

- Ljudi su strašno uzbuđeni. Glasina kaže da se radi o ogromnom signalu, dakle nedvosmislenom, i to je fantastično, rekao je profesor Pedro Ferreira sa Sveučičišta u Oxfordu.

- Glasine o LIGO-u potvrdili su i neovizni izvori. Možda smo otkrili gravitacijske valove, objavio je kozmolog Lawrence Krauss na svojem Twitter profilu.

Novi pogled na univerzum

Zašto je otkriće gravitacijskih valova toliko bitno? Većina znanstvenika odgovorilo bi: ‘zato jer je to konačna potvrda Einsteinove Opće teorije relativnosti’, no postoji i bolji razlog.

Događaji u svemiru koji stvaraju gravitacijske valove spadaju u najdivljije, najspektakularnije i najzanimljivije. Radi se o događajima čije je promatranje ključ za razumijevanje duboko skrivenih tajni svemira, i možda ulaznica za potpuno nova područja fizike.

Takve kozmičke kataklizme ne možemo proučavati bez pomoći gravitacijskih valova. Ukoliko je LIGO konačno otkrio gravitacijske valove, to bi označilo novi početak u astronomiji, gdje bi gravitacijski opservatoriji promatrali univerzum na potpuno novi način. Dok su klasični i radio-teleskopi svojevrsne oči čovječanstva, koje 'vide' elektromagnetsko zračenje, LIGO i njemu slični opservatoriji mogli bi postati 'uši' - koje 'čuju' najglasnije sudare i eksplozije u dalekom svemiru.

Izdvajamo