Grawitacja jest ostatnim rodzajem oddziaływania we Wszechświecie, który nadal wymyka się dokładnemu opisowi. Ale równe 100 lat od odkryć Einsteina już coraz mniej.
To, że przedmioty się nawzajem przyciągają, wiedziano od zawsze. Jednak w trakcie błyskawicznego rozwoju nauki w XX wieku, mimo zdefiniowania fotonów jako przenośników oddziaływań elektromagnetycznych, ciągle nie wiedziano, co jest kwantem grawitacji. Z opublikowanej w 1916 roku ogólnej teorii względności Alberta Einsteina wynikało istnienie fal grawitacyjnych, wyobrażanych sobie jako „zmarszczki czasoprzestrzeni”, zakrzywienia materiału po tym, jak wrzucono weń kulę, ciągle jednak nie dawało się obserwacyjnie potwierdzić istnienia grawitonów – bo tak hipotetycznie określono kwanty przekazujące owo oddziaływanie. Aż do teraz.
Kluczowe zdarzenie miało miejsce 14 września 2015 roku. Tego dnia dwa detektory Laserowego Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych (LIGO) zarejestrowały zwiększenie odbieranego sygnału o osiem razy.
Najpierw wyjaśnijmy, czym jest LIGO. Otóż w latach 90. kilka amerykańskich uczelni, ze słynnym M.I.T. na czele stworzyło projekt budowy obserwatorium mającego wychwycić fale grawitacyjne. Powstało ono w 2000 roku kosztem 350 milionów dolarów, składając się z dwóch instalacji, położonych pod Waszyngtonem oraz w stanie Luizjana. Przez pierwszych kilka lat sprzęt działał, ale niczego nie wykrył. W końcu uznano, że zainstalowana aparatura ma za małą czułość i przez następny okres czyniono poprawki, by wreszcie w 2015 roku oddać od użytku sprzęt posiadający dziesięciokrotnie większą czułość. Jak widać, nie trzeba było długo czekać na efekty jego działania.
LIGO zaobserwowało fale wywołane zderzeniem dwóch gigantycznych czarnych dziur odległych od Ziemi o około 1,3 miliarda lat świetlnych. Wytworzona została wówczas energia tak ogromna, że szacunkowo można ją porównać jako większą od całej pozostałej energii emitowanej przez resztę Wszechświata w tamtej chwili. Ów kosmiczny sygnał rozszedł się na wszystkie strony strony, a do nas dotarł właśnie szczęśliwie we wrześniu. Warto sobie uświadomić, że w momencie, gdy to piszemy, owe czarne dziury już w takiej formie nie istnieją, gdyż to, co otrzymaliśmy stanowi konsekwencję efektu sprzed 1,3 miliarda lat.
O epokowym odkryciu poinformowano na konferencji 11 lutego 2016 roku. Sprecyzowano, że w fale grawitacyjne została zamieniona masa odpowiadająca w przybliżeniu trzem Słońcom.
W programach popularnonaukowych słyszymy, że Ziemia została „rozciągnięta” przez ową kosmiczną eksplozję. Oczywiście, nie odczuwamy tego, gdyż skala zdarzenia jest minimalna ze względu na odległości. Jednak odkrycie LIGO jest historyczne. Teraz jeszcze tylko pozostaje doświadczalne wyodrębnienie grawitonu i trwająca sto lat niepewność zniknie. Oczywiście, pojawią się za to nowe niepewności.
Symulacja prezentująca powstanie fal grawitacyjnych
Źródło grafiki: pixabay.com
Warto dodać, że fale grawitacyjne to ostatnia teoria Einsteina, która została do udowodnienia i właśnie została udowodniona.
Wychodzi na to, że nie mylił się nawet wtedy, kiedy nie wierzył w poprawność swoich teorii (np. kwantowe splątanie).
Ja sobie wyobrażałem grawitony jak nieustannie penetrujące przesttzeń oddziaływanie a nie tylko przy wydzielaniu energii.
Nic to myślę, że:
– Einstein strasznie jest wciąż „naukowo wywyższany” i „wychwalany”. Chyba jednak Newtona rozważania są bardziej adekwatne. Czyli można póki co, skłaniać się do osądu, w którym to potencjalne fale grawitacyjne w propagacji przekraczają prędkość światła,
– Najciekawszym jednak przykładem naukowej błyskotliwości, jakkolwiek to zabrzmi dziwnie, jest nie sam Albert Einstein (mimo, że zasłużony dla nauki) lecz w praktyce życiorys zawodowy matematyka z Banachowskiej Przedwojennej Szkoły Lwowskiej – Stanisława Ulańskiego. Tenże matematyk dowiódł teoretycznie wadliwego podejścia pewnego przewodniczącego fizyka – drugiego wielkiego projektu zbrojeniowo-badawczego w U.S.A., a dotyczącego prób zbudowania pierwszej bomby wodorowej w latach gdzieś 1945-1951. Następnie zaproponował własny pomysł na zbudowanie pierwszej bomby wodorowej objął przewodnictwo nad tym projektem, i pomyślnie go ukończył,
– Polecam niektóre zagadki Ulańskiego, choćby nie do końca rozwikłane zagadki z intrygującym przedstawieniem szeregu liczb pierwszych w formie tzw. kwadratów/figur Ulańskiego.