Η σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών εντοπίστηκε για πρώτη φορά. Μια εικόνα από προσομείωση υπολογιστη που δόθηκε στη δημοσιότητα από τους ερευνητές | REUTERS/Caltech/MIT/LIGO Laboratory/Handout via Reuters
Aνιχνεύτηκαν τα βαρυτικά κύματα – Ο Αϊνστάιν είχε απόλυτο δίκιο
Ενα «νέο παράθυρο στο σύμπαν» ανοίγει η ανίχνευση, για πρώτη φορά, των βαρυτικών κυμάτων, εκτατό χρόνια μετά την πρώτη αναφορά στην ύπαρξή τους από τον Αϊνστάιν, στη Θεωρία της Σχετικότητας. Το Σύμπαν υποκλίνεται στον Αλμπερτ...
Aνιχνεύτηκαν τα βαρυτικά κύματα – Ο Αϊνστάιν είχε απόλυτο δίκιο
Ενα «νέο παράθυρο στο σύμπαν» ανοίγει η ανίχνευση, για πρώτη φορά, των βαρυτικών κυμάτων, εκτατό χρόνια μετά την πρώτη αναφορά στην ύπαρξή τους από τον Αϊνστάιν, στη Θεωρία της Σχετικότητας. Το Σύμπαν υποκλίνεται στον Αλμπερτ...
Κι όμως, υπάρχουν! Επιστήμονες του Παρατηρητηρίου LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) στις ΗΠΑ, μεταξύ των οποίων και σε κομβικό ρόλο η κορυφαία ελληνίδα φυσικός Βίκυ Καλογερά, ανακοίνωσαν ότι ανίχνευσαν βαρυτικά κύματα -«ρυτιδώσεις» στον ιστό του χωροχρόνου- επιβεβαιώνοντας έτσι τη σχετική φημολογία των τελευταίων εβδομάδων.
Το «σήμα» θεωρείται καθαρό και αξιόπιστο, οπότε η ανακοίνωση -αν και προς το παρόν δεν έχει επιβεβαιωθεί από άλλo επιστημονικό πείραμα- θεωρείται βαρύνουσα και αληθινή. Απόδειξη αυτού, το ότι ήδη έγινε δεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Physical Review Letters.
Η ανίχνευσή τους αναμένεται να χαρίσει ένα Νόμπελ Φυσικής στους επιστήμονες που έκαναν την ανακοίνωση -και, φυσικά, την έρευνα- καθώς πρόκειται για μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις της εποχής μας.
Ακούστε τη σύγκρουση των δύο μαύρων τρυπών, που ανίχνευσαν οι ερευνητές.
«Ναι, καταφέραμε να καταγράψουμε τα βαρυτικά κύματα», ανέφερε κατά την ιστορική ανακοίνωση ο καθηγητής, που ηγείται της ερευνητικής ομάδας. «Αυτά τα κύματα αποκαλύπτουν τις κινήσεις για τη δημιουργία μιας μαύρης τρύπας», πρόσθεσε. «Είναι η πρώτη φορά που ακούμε το σύμπαν να μας “μιλά”», καθώς αυτά τα κύματα δημιουργούν εκτός από κίνηση, την οποία το ανθρώπινο μάτι αδυνατεί να αντιληφθεί και ήχο. Ενα, λοιπόν, από τα φυσικά φαινόμενα που βασίζονται στα βαρυτικά κύματα είναι και οι μαύρες τρύπες του Διαστήματος και μέχρι σήμερα μπορούσαμε μόνο να παρατηρήσουμε τις επιπτώσεις τους και όχι τις ίδιες.
Καμία αμφιβολία, πια, ότι υπάρχουν οι μαύρες τρύπες, όπως είπε ο εικονιζόμενος διευθυντής του εργαστηρίου LIGO (REUTERS/Gary Cameron)
Οπως είπε ο Ντέιβιντ Ρέιντζ, διευθυντής του εργαστηρίου LIGO, μέσω των βαρυτικών κυμάτων παρατηρήθηκε για πρώτη φορά μια συγχώνευση δύο μαύρων οπών, μια απόδειξη ότι οι μαύρες τρύπες, όντως, υπάρχουν. Τα βαρυτικά κύματα εξαπλώνονται στο Σύμπαν ως ομόκεντροι κύκλοι από μια κατακλυσμική πηγή-αφετηρία (ένα ακραία βίαιο συμβάν όπως εκρήξεις ή συγκρούσεις άστρων ή μαύρων τρυπών), «συμπιέζοντας» και «τεντώνοντας» τον ιστό του χωροχρόνου.
Τα βαρυτικά κύματα μπορούν –θεωρητικά- να υπάρξουν σε όλες τις συχνότητες. Πρακτικά, βαρυτικά κύματα πολύ χαμηλής συχνότητας είναι αδύνατον να ανιχνευθούν. Το φάσμα βαρυτικών κυμάτων εκτιμάται από 10-7Hz ως 1011Hz καθώς το άνω όριο περιορίζεται από την μη ύπαρξη πηγών βαρυτικής ακτινοβολίας υψηλών συχνοτήτων.
Τα βαρυτικά κύματα είχαν πρωτοαναφερθεί από τον Αϊνστάιν, ο οποίος είχε μιλήσει για την ύπαρξή τους 100 χρόνια νωρίτερα, όταν ανέπτυξε τη Θεωρία της Σχετικότητας. Η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι μία σύγκρουση και συγχώνευση δύο τεράστιων μαύρων τρυπών, με μάζες περίπου 30 φορές μεγαλύτερη του Ηλιου, σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Το συμβάν αυτό απελευθερώνει τεράστια μάζα-ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, τα οποία έγιναν αντιληπτά από τους ανιχνευτές του LIGO.
Η Γκέιμπι Γκονζάλες, ερευνήτρια της ομάδας LIGO, τόνισε πως «το πρώτο σήμα στο πείραμα της Πέμπτης εντοπίστηκε στη Λουιζιάνα, ενώ μια ώρα αργότερα εντοπίστηκε ένα παρόμοιο σήμα». «Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί την οριστική επιβεβαίωση της Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, ενώ αναμένεται να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα το Σύμπαν μέσα στο οποίο ζούμε», τόνισε ο κ. Μάρκα, καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κολούμπια και, εν προκειμένω, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας LIGO. Ο ίδιος, τόνισε επίσης ότι «θα μπορέσουμε να μελετήσουμε και αντικείμενα τα οποία -μέχρι πρότινος- μόνο φανταζόμασταν ότι υπάρχουν. Θα δούμε έναν κόσμο που μέχρι σήμερα δεν είχε παρατηρηθεί».
Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων -μεταξύ άλλων- ανοίγει λοιπόν και ένα τελείως νέο πεδίο στην αστρονομία: την «αστρονομία βαρυτικών κυμάτων» ή «βαρυτική αστρονομία», που θα προστεθεί στην οπτική αστρονομία, στη ραδιοαστρονομία, στην αστρονομία ακτίνων-Χ, υπερύθρων, νετρίνων κ.ά. Ταυτόχρονα, θα αποτελέσει το καλύτερο ίσως «παράθυρο» για τη μελέτη του προέλευσης του Σύμπαντος. Απόλυτα λογικό: τα βαρυτικά κύματα υπήρχαν εξαρχής, πολύ πριν «γεννηθεί» το φως στον Κόσμο.
Τα χειρόγραφα του Αϊνστάιν. Εκεί είχε καταγράψει τις σκέψεις του περί βαρυτικών κυμάτων (REUTERS/Ronen Zvulun)
Μέχρι σήμερα, ψευδή σήματα και ανεπαρκή όργανα εμπόδιζαν την ανίχνευσή τους, καθώς τα μακρινά βαρυτικά κύματα φθάνουν στη Γη σχετικά εξασθενημένα. Και η ειρωνεία είναι ότι ο Αϊνστάιν δεν είχε σκεφτεί τότε ότι κάποια στιγμή θα ανακαλύπτονταν.
Το ζήτημα, όμως, είναι ότι, τελικά, είχε δίκιο. Του το αναγνωρίζει η ανθρωπότητα, 100 χρόνια μετά…
Βαρυτικές λεπτομέρειες ουσίας
Η κοινοπραξία LIGO Scientific Collaboration, που συστάθηκε το 1997, περιλαμβάνει σήμερα περισσότερους από 1.000 φυσικούς και αστροφυσικούς από 83 πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα 15 χωρών.
Το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Μέσω Συμβολόμετρου Λέιζερ (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory – LIGO), όπως είναι η ακριβής απόδοσή του, αποτελείται από δύο πανομοιότυπους υπερευαίσθητους ανιχνευτές, κατασκευασμένους από ερευνητές του Caltech και του ΜΙΤ με χρηματοδότηση του NSF. Είναι εγκατεστημένοι σε απόσταση περίπου 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους, ο ένας στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα και ο άλλος στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον.
Το πείραμα «έπιασε» τις ανεπαίσθητες δονήσεις που αφήνουν στο πέρασμά τους από τη Γη τα βαρυτικά κύματα, καθώς επί εκατομμύρια έτη ταξιδεύουν στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός.
Η ανίχνευσή τους αναμένεται να χαρίσει ένα Νόμπελ Φυσικής στους επιστήμονες (REUTERS/Ronen Zvulun)
Και άλλες ερευνητικές ομάδες, με άλλα επίγεια πειράματα, προσπαθούν να ανιχνεύσουν τα βαρυτικά κύματα, με κυριότερη τη VIRGO, στην Ιταλία. Το σχετικό πείραμα λειτούργησε χωρίς ευρήματα έως το 2011, μετά αναβαθμίστηκε σε Advanced Virgo και θα επαναλειτουργήσει εντός του 2016.
Το LIGO λειτούργησε μεταξύ 2002-2010 χωρίς επιτυχία, ενώ έπειτα από μια αναβάθμιση κόστους 200 εκατ. δολαρίων, που βελτίωσε δραστικά τις δυνατότητές του, τέθηκε ξανά σε λειτουργία πέρυσι τον Σεπτέμβριο ως Advanced LIGO.
Μία άλλη επιστημονική ομάδα-πείραμα είναι το BICEP-2 στην Ανταρκτική, που έκανε μια «γκάφα», πρόπερσι: ανακοίνωσε ότι είχε παρατηρήσει τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα της «Μεγάλης Εκρηξης» («Μπιγκ Μπανγκ»). Τελικά, ήταν παραπλανητικό εύρημα, εξαιτίας της διαστρικής σκόνης.
Στη διεθνή επιστημονική κοινοπραξία LIGO συμμετέχει -εδώ και 15 χρόνια- ως βασική ερευνήτρια, μία κορυφαία ελληνίδα επιστήμων της διασποράς. Πρόκειται για τη Βίκυ Καλογερά, καθηγήτρια Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Northwestern του Σικάγο. Μάλιστα, θεωρείται η κορυφαία αστροφυσικός μεταξύ όλων των ερευνητών-μελών του πειράματος.
