Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Wyznaczanie trendów w nauce: Wsłuchiwanie się w szepty wszechświata – prace nad falami grawitacyjnymi uhonorowane Nagrodą Nobla

Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki w roku 2017 przypadła trzem naukowcom, w tym dwóm współpracującym ze sobą, w uznaniu za ich prace nad falami grawitacyjnymi. Zmarszczki w czasoprzestrzeni są echem odległych kataklizmów i wyposażają nas w nowy język do interpretowania zachowania gwiazd.

Przemysł kosmiczny

Rainer Weiss, profesor z Massachusetts Institute of Technology oraz Kip Thorne i Barry Barish, obydwaj z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Zostali uhonorowani za prace nad falami grawitacyjnymi: minutowe zmarszczki w czasoprzestrzeni powodowane przez kataklizmowe źródła kosmiczne, takie jak łączenie się par gwiazd neutronowych, zderzenia czarnych dziur czy supernowych. Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych sto lat temu, ale był przekonany, że nie będziemy w stanie ich zmierzyć. Pierwsze zidentyfikowane fale, wywołane przez dwie wpadające na siebie ruchem spiralnym czarne dziury, potrzebowały 1,3 miliarda lat, aby dotrzeć w 2015 r. do Laserowego Obserwatorium Interferometrycznego Fal Grawitacyjnych (LIGO) w USA. Detektor LIGO wychwycił niezwykle słaby sygnał, ale fakt, że został zaobserwowany wywrze ogromny wpływ na badania naukowe. To całkowicie nowy sposób obserwacji najgwałtowniejszych zdarzeń w przestrzeni kosmicznej. Czego potrzeba do zmierzenia nieskończenie małego? LIGO gromadzi z górą 1000 badaczy z ponad 20 krajów, a trzech laureatów według Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk wniosło „(…) entuzjazm i determinację, które okazały się bezcenne dla sukcesu LIGO. Pionierzy, Rainer Weiss i Kip S. Thorne razem z Barrym C. Barishem, naukowcem i liderem, który doprowadził projekt do ukończenia, sprawili, że cztery dekady wysiłków doprowadziły ostatecznie do zaobserwowania fal grawitacyjnych”. Detektory w kształcie litery L mają dwa ramiona, każde długości 2,48 mil (4 kilometry) z identycznymi wiązkami laserowymi wewnątrz. Kiedy fala grawitacyjna przechodzi przez Ziemię, laser w jednym ramieniu detektora ulegnie kompresji, a laser w drugim – rozszerzeniu. Jednak zmiany są malusieńkie – rzędu jednej tysięcznej średnicy nukleonu, jak donosi Live Science. Trzynastu naukowców z finansowanego ze środków UE projektu GRAWITON (Gravitational Wave Initial Training Network) wniosło swój wkład w przygotowanie danych, które doprowadziły do przyznania nagrody, i znalazło się w gronie badaczy, których prace przyczyniły się do napisania artykułu pt. „Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger”, po pierwszym zaobserwowaniu fal grawitacyjnych. „Ich prace prowadzone w ramach projektu były możliwe dzięki środkom europejskim, które finansują pionierską naukę, poszerzając granice wiedzy człowieka” – stwierdził Carlos Moedas, komisarz ds. badań, nauki i innowacji. Udoskonalona triangulacja dzięki trzeciemu obserwatorium położonemu w Europie Do niedawna istniały zaledwie dwa obserwatoria LIGO, jedno w Livingston, w stanie Luizjana, a drugie w Hanford, w stanie Waszyngton w USA. Tymczasem powstał kolejny gigantyczny interferometr laserowy Virgo w European Gravitational Observatory w Cascina, w pobliżu Pizy, we Włoszech. Dnia 14 sierpnia 2017 r. wszystkie trzy obserwatoria wykryły fale grawitacyjne wywołane przez koalescencję dwóch mas gwiezdnych czarnych dziur, 31 i 25 razy przewyższających masę Słońca, oddalonych o około 1,8 miliarda lat świetlnych. Zmarszczki przetoczyły się docierając do każdego obiektu w nieznacznie innym momencie: sygnał odnotowany przez detektor Virgo był opóźniony o 6 milisekund w stosunku do sygnałów zarejestrowanych przez detektory LIGO. To sprawia, że całkowita liczba zaobserwowanych fal grawitacyjnych wynosi cztery. Zespół z obserwatorium Virgo wyjaśnia, że dysponowanie trzema detektorami znacznie poprawia lokalizację. „W sumie objętość wszechświata, w którym prawdopodobnie znajduje się źródło, kurczy się ponad 20-krotnie przy przejściu z sieci dwóch na trzy detektory”. „Wraz z Virgo weszliśmy w nową fazę astronomii, określaną mianem astronomii wieloaspektowej” – jak stwierdził Bangalore Sathyaprakash, fizyk z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii i Uniwersytetu Cardiff, współpracownik LIGO, w wypowiedzi dla The Verge. „To naprawdę wyznacza nowy kierunek naszym kolegom”. Odnotowując z zadowoleniem przyznanie nagrody, prezes Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego Rolf-Dieter Huer zauważył, że wykrycie fal grawitacyjnych otwiera „okno na niewidzialny świat, który dostarczy nam więcej informacji o przyszłości wszechświata”. W wypowiedzi dla »Live Science« stwierdził, że było to fantastyczne odkrycie.

Kraje

Stany Zjednoczone