Danes bo v zgodovino zašla kot dan, ko smo neposredno odkrili gravitacijske valove. Odkritje znanstvenikov znanstvenega sodelovanja LIGO (LIGO) je dogodek, vreden Nobelove nagrade, ki je enak ali celo presega odkritje Higgsovega bozona leta 2012 in uresničevanje teorije o razširjenem vesolju leta 1929.
"Zdaj lahko slišimo vesolje," je dejala fizikinja in predstavnica LIGO Gabriela González med zgodovinskim srečanjem Nacionalne znanstvene fundacije v četrtek v Washingtonu. »Odkrivanje je začetek nove dobe: področje gravitacijske astronomije je zdaj resničnost.«
Čeprav so bili gravitacijski valovi prvič predlagani z Einsteinovo teorijo splošne relativnosti pred stoletjem, ima zdaj človeštvo tehnologijo, ki lahko fizično meri to valovanje v prostor-času. Z uporabo LIGO, opremljenega z laserskim interferometričnim observatorijem gravitacijskega vala, lahko izmerimo drobne prostorsko-časovne oscilacije. Kmalu po posodobitvi občutljivosti septembra lani je vesolje LIGO predstavilo gravitacijsko darilo.
Gravitacijski valovi nastanejo, ko se masivni predmeti pospešijo, trčijo ali eksplodirajo. Če lahko izmerimo gravitacijski val teh dogodkov, lahko izvedemo veliko o njihovih lastnostih in celo uporabimo to znanje za novo obdobje astronomije gravitacijskega vala. To bi bil premik paradigme od »navadne« astronomije, ki preučuje kozmično sevanje iz elektromagnetnega spektra; Spekter gravitacijskih valov lahko razkrije »temni« vesolje, kjer se srečajo črne luknje, nevtronske zvezde pa tiho letijo drug drugemu ponoči.
In 14. septembra 2015 je bil eden od največjih, kot se verjame, izbruhi gravitacijskih valov v vesolju odkrili novo nadgrajeni laserski sistem LIGO.
Na približno 1,3 milijarde svetlobnih let od Zemlje sta se dve črni luknji ujeli v svoji medsebojni gravitacijski dobro in začeli se vrteti okoli drug drugega z izjemno hitrostjo. Dvojne črne luknje so sestavni del kozmične pokrajine. Toda to je bilo prvič, da smo pred združitvijo odkrili neposredno dve črni luknji z maso, ki je enaka 29 in 36 naših Soncev. To neverjetno fuzijo lahko vidimo z računalniško vizualizacijo.
Vendar je bila njihova gravitacijska bitka kratka. V eni sekundi sta se dva hitro vrteča se predmeta dotaknila in polila besno energijo. V trenutku so črne luknje izgubile tri naše mase Sonca - ta masa se je spremenila v čisto gravitacijsko energijo.
Če se spomnimo naše analogije z »metanjem kamenja v ribnik«, ki smo ga predlagali za ustvarjanje gravitacijskih valov, potem je situacija s črno luknjo kot da bi vrgli veliko opeko v ribnik. Hkrati je prišlo do velikega vala gravitacijske energije, ki je povzročila to vesoljsko-vesoljsko valovanje v vesolju. Nadaljnjih 1,3 milijarde let kasneje so ti valovi dosegli Zemljo. In prav tako se je zgodilo, da je bil LIGO v tistem trenutku pravkar posodobljen in pripravljen odkriti ta starodavni dogodek. To je kozmični intuitivni vpogled v vsej svoji slavi.
Teorija namiguje, da če se dve črni luknji spopadeta in spajata, mora njihov signal gravitacijskega vala ustvariti zelo hiter impulz, in upočasnitev je dovolj, da slišimo to »utripanje« v trku. In kaj misliš? Skoraj tako, kot so predvidevali računalniški modeli, ki temeljijo na Einsteinovi 100-letni enačbi relativnosti, je črna luknja »pulzirala«. Poslušate lahko:
Ta zvok predstavlja trenutek, ko se dve spiralni črni luknji združita v eno. Takšen dogodek naj bi se pojavil v vesolju vsakih 15 minut. To je resnična utelešenje fizičnega iskanja, ki so ga fiziki končali v 100 letih.
O zanesljivosti signala ne gre, ker je to le začetek za opazovanje takšnih sestankov. Še posebej, ker je bil ta »pulz« napovedan in predstavlja resnično preporod črne luknje.
Ko sedite in resno razmišljate o tem, postane težko razumeti, da je to signal iz dveh črnih lukenj, ki letijo skozi naš planet. Pravzaprav ta signal prehaja skozi vsakega od nas. To se je zgodilo neštetokrat in se bo nadaljevalo tudi v prihodnje. Zdaj pa imamo poseben »slušni aparat«, ki bo pomagal ujeti. Še več, zahvaljujoč času, ki sta ga opravili dve postaji LIGO, bomo vedeli, od kod prihaja. Postaja Livingston (Louisiana) je slišala signal za 7 milisekund do postaje Hanford (Washington), kar pomeni, da je prišel z južne nebesne poloble.
Dejstvo, da imamo zelo grobo znanje o tem, kje nastajajo valovi, nam daje idejo o potencialno zelo »svetli« prihodnosti za astronomijo gravitacijskih valov. Če v omrežje dodate več postaj, lahko povečate zakasnitev signala in lahko najdemo najbolj gravitacijske regije vesolja. In zahvaljujoč temu lahko dobite dostop do gravitacijske pokrajine prostora. Kdo ve kakšne druge skrivnosti bomo razkrili.
