βαρυτικά κύματα

Βαρυτικά κύματα: Ο Einstein είχε πάλι δίκιο.

Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων είναι μία είδηση των τελευταίων ημερών που έκανε το γύρο του κόσμου ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά νέα της τελευταίας δεκαετίας. Τα βαρυτικά κύματα προκύπτουν από την κίνηση μεγάλων αντικειμένων στο χωρόχρονο και εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από το LIGO (Laser Interferometer Gravitanional waves Observatory).

Τα βαρυτικά κύματα προβλέπονταν από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας του Einstein το 1915. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η βαρύτητα περιγράφεται ως μία καμπύλωση του χωροχρόνου. Και όταν τα αντικείμενα κινούνται προκαλούν ένα κυματισμό στο χωροχρόνο.

Όταν ένα τέτοιο κύμα διαπερνά τη Γη, ο τοπικός μας χώρος αλλού συμπιέζεται και αλλού τεντώνεται, όπως όταν μία πέτρα πέφτει σε μία λίμνη, όπου ένα κυκλικό κύμα που κινείται προς τα έξω κάνει τα μόρια του νερού να ανεβοκατεβαίνουν,  αλλά σε πολύ μικρό βαθμό. Τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαμε να πούμε ότι είναι τα “απόνερα” της κίνησης των σωμάτων.

Όμως, όπως ενώ ο Peter Higgs προέβλεψε το σωματίδιο του πριν από 50 χρόνια, η ανίχνευσή του έπρεπε να περιμένει την ανάπτυξη της τεχνολογίας με το γιγάντιο επιταχυντή σωματιδίων LHC στη Γενεύη, έτσι και τα βαρυτικά κύματα που προβλέφθηκαν ακόμα νωρίτερα από τον Einstein. Η παρουσία τους μάλιστα είχε διαπιστωθεί μέσω έμμεσης παρατήρησης από το 1974 ακόμα, αλλά κανένα δεν είχε εντοπιστεί άμεσα. Η ανίχνευσή τους καθυστέρησε έναν αιώνα περίπου, λόγω του ότι είναι ένα πολύ δυσκολα ανιχνεύσιμο φαινόμενο και εκτός αυτού απαιτεί μεγάλης κλίμακας και ακριβά όργανα – μία πρόκληση για τους εκατοντάδες μηχανικούς και επιστήμονες που εμπλέκονταν σε αυτή τη διεθνή συνεργασία.

Γιατί το φαινόμενο είναι τόσο μικρό και δύσκολα ανιχνεύσιμο; Κυρίως επειδή η βαρύτητα είναι μία πολύ ασθενής δύναμη. Την αισθανόμαστε μόνο επειδή είμαστε επάνω στη Γη. Η έλξη μεταξύ των καθημερινών αντικειμένων είναι μικροσκοπική. Εάν έχεις κοντά σου δύο βαράκια, θα εκπέμπεις και πάλι βαρυτικά κύματα αλλά με απειροελάχιστη ισχύ. Ακόμα και οι πλανήτες γύρω από άστρα, ή ακόμα και ζεύγη άστρων που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο δεν εκπέμπουν κύματα σε ανιχνεύσιμο επίπεδο. Ο ίδιος ο Εινστέιν υποστήριζε ότι υπάρχουν αλλά δε θα ανιχνευθούν ποτέ.

Οι αστρονόμοι είχαν συμφωνήσει ότι οι μόνες πηγές που το LIGO θα μπορούσε να ανιχνεύσει έπρεπε να είναι πολύ ισχυρότερης βαρύτητας από τα συνήθη αστέρια και πλανήτες. Αντικείμενα με ισχυρότερη και ταχύτατα μεταβαλλόμενη ταχύτητα είναι οι πιο ισχυροί εκπομποί βαρυτικών κυμάτων. Οι καλύτεροι υποψήφιοι ήταν συμβάντα που περιλαμβάνουν μαύρες τρύπες.

Έτσι και τα εντόπισαν στο LIGO στις 15 Σεπτεμβρίου του 2015 λόγω της βίαιης σύγκρουσης δύο μαύρων τρυπών, 1.3 δις έτη φωτός μακριά μας, διαμέτρου 15 μόλις χιλιομέτρων η κάθε μία και μάζας 30 φορές τη μάζα του ηλίου. Η ανακάλυψη αυτή ανακοινώθηκε την Πέμπτη 11 Φεβρουαρίου 2016 και συνοδεύεται από paper το οποίο δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters.

Η σημασία της ανακάλυψης αυτής είναι σημαντική όχι μόνο γιατί επιβεβαιώθηκε άλλη μία φορά η θεωρία της Σχετικότητας, αλλά και γιατί ανοίγει 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. Η βαρυτική αστρονομία θα ακούει – παρά θα βλέπει – πράγματα άγνωστα έως τώρα, εφόσον τα βαρυτικά κύματα, καθώς ταξιδεύουν στο Σύμπαν, δεν εμποδίζονται από τίποτε. Επιπλέον, θα αποτελέσει το καλύτερο ίσως παράθυρο για τη μελέτη της αρχής του Σύμπαντος, αφού τα βαρυτικά κύματα υπήρχαν εξαρχής, πολύ πριν γεννηθεί το φως στον κόσμο.

Παρακάτω παραθέτω δύο απλά βίντεο για την κατανόηση της Σχετικότητας του Einstein.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *