piątek, 12 lutego 2016

drgnęła osnowa rzeczywistości, czyli fale grawitacyjne

Nareszcie leciuchno ruszyliśmy z miejsca. A potrzeba nam było aż stu lat :)
Albert Einstein w 1916 roku ogłosił swoją teorię względności. Jej istotą jest twierdzenie, że siła grawitacji wynika z zakrzywienia czasoprzestrzeni wywołanego przez zniekształcającą ją masę. Z obliczeń wynikało, że na czasoprzestrzeni mogą powstawać zmarszczki, które pędzą z prędkością światła. Te zmarszczki to fale grawitacyjne.

Ponad miliard lat temu, doszło do potężnego zderzenia dwóch czarnych dziur. Jedna, równa 29 masom słońca, i druga – równa 36 masom Słońca, wirowały wokół siebie z ogromną prędkością, co pochłaniało ich energię. Dzięki temu zbliżały się do siebie coraz szybciej, by w końcu zlać się w jedną wielką czarną dziurę równą 62 masom Słońca. W momencie zderzenia, dziury wyemitowały więcej energii, niż cały pozostały Wszechświat, a brakujące 3 masy zostały wypromieniowane jako fale grawitacyjne.

I kilka dni temu udało się naukowcom te fale zarejestrować. A powstały przypomnę ponad miliard lat temu. Fale grawitacyjne, te pędzące zmarszczki czasoprzestrzeni, ma moment zmieniają długość jednego z ramion interferometru o zaledwie jedną miliardową jednej miliardowej metra. To jednak wystarczy, by fale światła z laserów na moment przesunęły się względem siebie i przestały wzajemnie znosić. Promień światła trafia na detektor, a my wiemy, że drgnęła osnowa rzeczywistości.

Drgnęła osnowa rzeczywistości to bardzo poetyckie. Jednak by detektor wychwycił fale grawitacyjne, musi być odizolowany od innych czynników, które mogłyby zakłócić odczyt – choćby drgań gruntu wywołanych przez jadący gdzieś samochód czy nawet wiejący wiatr. Dlatego cała konstrukcja detektora zrobiona jest z niewiarygodną precyzją, panuje tam głęboka próżnia, a wszystkie elementy są bardzo dokładnie izolowane od wszelkich zakłóceń.

tu możesz usłyszeć jak brzmi fala grawitacyjna, załóż słuchawki :)



Właśnie takie zaburzenie udało się już we wrześniu zaobserwować w dwóch detektorach LIGO, a potwierdzić w europejskim VIRGO. Fala grawitacyjna nadleciała do nas z odległości 1,3 miliarda lat świetlnych i tak zniekształciła czasoprzestrzeń, że przez ułamek sekundy jeden z promieni lasera musiał pokonać większą odległość, niż drugi. Choć fale, które pokonały gigantyczną odległość były już bardzo słabe, to pochodziły z niezwykle silnego źródła. Około 1,3 mld lat temu w odległej galaktyce połączyły się ze sobą dwie czarne dziury. Jedna o masie 29, a druga 36 mas Słońca! Utworzyły razem większą czarną dziurę, która miałaby masę 65 Słońc. Miałaby, gdyby nie to, że podczas połączenie masa równa trzem masom Słońca zamieniła się w energię w postaci fal grawitacyjnych.

słabo to rozumiem, ale chcę TU mieć :)

Dotąd niemal wszystko, co wiemy o Wszechświecie pochodzi z obserwacji fal elektromagnetycznych – światła widzialnego, ultrafioletu, podczerwieni, promieni gamma czy mikrofal. Tymczasem fale grawitacyjne to inne, równolegle zachodzące zjawisko. Ich obserwacja pozwala zajrzeć w miejsca, których dotąd nie znaliśmy – do wnętrza supernowej czy gwiazdy neutronowej, w której materia jest ściśnięta bardziej, niż w jądrze atomu. Ślady fal grawitacyjnych wywołanych przez Wielki Wybuch są nadal obecne i przemierzają Wszechświat niosąc informacje o początku kosmosu!
jenyyy, to już chyba Nobel się należy :)