Τι σημαίνει ο εντοπισμός βαρυτικών κυμάτων: Γιατί είναι θρίαμβος για την επιστήμη

12:57 12/2/2016 - Πηγή: Huffington Post Greece

Η είδηση του εντοπισμού – για πρώτη φορά- βαρυτικών κυμάτων έκανε τον γύρο του κόσμου, ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά νέα του τελευταίου καιρού. Τα βαρυτικά κύματα, τα οποία προκύπτουν από την κίνηση μεγάλων αντικειμένων στο σύμπαν, εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από το LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), που αναβαθμίστηκε πρόσφατα.

Τα βαρυτικά κύματα προβλέπονταν από

τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, βάσει της οποίας τα μεγάλα αντικείμενα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο γύρω τους. Όταν αυτά επιταχύνονται, παράγουν βαρυτικά κύματα: Στην ουσία, πρόκειται για τα «απόνερα» που αφήνουν στον χωροχρόνο κατά την κίνησή τους.

Μέχρι τώρα, ο επιστημονικός κόσμος ήταν βέβαιος για την ύπαρξή τους, καθώς η παρουσία τους είχε διαπιστωθεί μέσω έμμεσης παρατήρησης από το 1974 ακόμα, αλλά κανένα δεν είχε εντοπιστεί άμεσα. Αυτό άλλαξε την Πέμπτη, με την ανακοίνωση του LIGO Laboratory, η οποία συνοδεύει paper το οποίο δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters.

Μαύρες τρύπες

Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του New Scientist, το ιστορικής σημασίας σήμα το οποίο εντοπίστηκε από ένα ζευγάρι μαύρων τρυπών σε απόσταση περίπου 1,3 δισ. ετών φωτός- η μία 29 φορές η μάζα του ήλιου και η άλλη 36 φορές, που η μία ήταν σε τροχιά γύρω από την άλλη, πριν ενωθούν σε μια ενιαία μαύρη τρύπα. Οι αισθητήρες του LIGO στο Χάνφορντ της Ουάσινγκτον και το Λίβινγκστον της Λουϊζιάνα έπιασαν τα ίχνη στις 14 Σεπτεμβρίου 2015, σχεδόν την ίδια στιγμή. Οι αισθητήρες τους κατέγραψαν διαστολή και συστολή του χωροχρόνου κατά ένα χιλιοστό του μεγέθους ενός πρωτονίου- πολύ μικρής έκτασης, αλλά και πάλι 10 φορές πιο μεγάλης από τη μικρότερη μονάδα που μπορεί να μετρήσει το LIGO. Όπως υπογραμμίζεται στο δημοσίευμα, ο εντοπισμός ήταν σε μεγάλο βαθμό τύχη, καθώς επίσημα το πείραμα ήταν να αρχίσει να συλλέγει δεδομένα τέσσερις ημέρες μετά, στις 18 Σεπτεμβρίου, συνεχίζοντας ως τις 12 Ιανουαρίου 2016. Επίσης, από τύχη προέκυψε και η φύση του σήματος, καθώς οι ενώσεις/ συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών γίνονται πιο συχνά από ό,τι πιστεύεται.

Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν βαρυτικά κύματα όταν είναι σε τροχιά, περιλαμβανομένης της Γης και του Ήλιου. Ωστόσο, καθώς αυτές οι δύο μαύρες τρύπες κινούνταν η μία γύρω από την άλλη, η ενέργεια που έχαναν σε βαρυτικά κύματα ήταν αρκετή για να τις φέρει πιο κοντά τη μία στην άλλη- προκαλώντας περαιτέρω παραμόρφωση χωροχρόνου και την εκπομπή ακόμα πιο πολλών βαρυτικών κυμάτων. Αυτό προκάλεσε τη συγχώνευσή τους σε μια μεγαλύτερη μαύρη τρύπα, μάζας 62 φορές αυτής του Ήλιου. Στην αρχή, η μαύρη τρύπα αυτή ήταν με «εξογκώματα» και όχι στρογγυλή, και μέχρι να τα ξεφορτωθεί εξέπεμπε περισσότερα βαρυτικά κύματα. Εν συνεχεία, κατέληξε σε σχήμα σφαίρας και «ηρέμησε».

«Μεταφράζοντας» τη συχνότητα των βαρυτικών κυμάτων σε ηχητικά, είναι δυνατή η ακρόασή τους.

Οι συνέπειες της ανακάλυψης είναι ιδιαίτερα σημαντικές, και πιθανότατα ανοίγουν τον δρόμο για Νόμπελ για τους ερευνητές του LIGO – ωστόσο, όπως σημειώνεται σε σχετικό δημοσίευμα του BBC, τίθεται το θέμα σε ποιον θα έπρεπε να πάει. Εμφανείς υποψήφιοι είναι ο θεωρούμενοι ως «πατέρες» του LIGO, Κιπ Θορν, Ρον Ντρέβερ και Ράι Βάις. Ωστόσο, για τον Τζιμ Χοφ, ο οποίος άρχισε να δουλεύει πάνω στα βαρυτικά κύματα ως μεταπτυχιακός στα τέλη της δεκαετίας του 1970, θα ήταν σωστό μέρος της δόξας να πάει στους ερευνητές που έκαναν το LIGO αυτό που είναι: συνολικά 1.004 ονόματα αναφέρονται στο σχετικό paper στο Physical Review Letters.

Από τη στιγμή που τα βαρυτικά κύματα προβλέπονται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, παρέχουν μια ευκαιρία επαλήθευσής της όσον αφορά στο πώς «βλέπει» τη βαρύτητα. Μέχρι τώρα, έχει περάσει όλα τα τεστ. Ωστόσο – σύμφωνα με το New Scientist- το πιο συναρπαστικό είναι το ότι τα βαρυτικά κύματα μας δείχνουν μια πλευρά του ουρανού που δεν είχαμε δει ως τώρα: Μέχρι τώρα, δεν υπήρχαν ενδείξεις για μαύρες τρύπες στη συγκεκριμένη κλίμακα διαστάσεων- πόσο μάλλον δύο εξ αυτών. Επίσης, δεν πρέπει να παραλείπεται το ότι η γνώση μας για την ύπαρξη μαύρων τρυπών μέχρι τώρα είναι μάλλον έμμεση, καθώς η βαρυτική επιρροή τους είναι τόσο μεγάλη, που ούτε το φως μπορεί να της ξεφύγει. Ωστόσο, ξέρουμε ότι βρίσκονται εκεί επειδή μπορούμε να δούμε το φως από υλικό που καταστρέφεται ή επιταχύνεται, καθώς πλησιάζει πολύ κοντά σε μαύρες τρύπες. Από την άλλη, τα βαρυτικά κύματα αποτελούν ένα σήμα το οποίο έρχεται απευθείας από αυτές, μεταφέροντας πληροφορίες- δεν θα ήταν υπερβολή να πει κανείς ότι πρόκειται για τον πρώτο άμεσο εντοπισμό μαύρης τρύπας στην ιστορία.

Γενικά, σύμφωνα με το BBC, τα βαρυτικά κύματα επιτρέπουν τη μελέτη της πιο «σκοτεινής» πλευράς του σύμπαντος, καθώς πολλά από αυτά που θεωρούμε ότι βρίσκονται «εκεί έξω» δεν εκπέμπουν φως. Ωστόσο, τα βαρυτικά κύματα δεν μπορούν να μπλοκαριστούν ή εκτραπούν, επιτρέποντας τη μελέτη φαινομένων που παλαιότερα ήταν «εκτός ορίων». Οι μεγαλύτερες αποκαλύψεις εκτιμάται ότι θα έρθουν από τομείς που δεν μπορούμε να φανταστούμε καν.

Από τη στιγμή που έγινε ο πρώτος εντοπισμός, ανατέλλει η εποχή της βαρυτικής αστρονομίας, εκτιμά ο καθηγητής Άβι Λεμπ, του Harvard University στη Μασαχουσέτη. «Τώρα που έχουμε αισθητήρες ικανούς να εντοπίσουν αυτά τα συστήματα, τώρα που ξέρουμε ότι διπλές μαύρες τρύπες υπάρχουν εκεί έξω, αρχίζουμε να ακούμε το σύμπαν».

-- This feed and its contents are the property of The Huffington Post, and use is subject to our terms. It may be used for personal consumption, but may not be distributed on a website.