Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Doskonałość Europy w badaniach nad falami grawitacyjnymi

Młodzi europejscy badacze pomogli w zlokalizowaniu dwóch łączących się czarnych dziur, jak również pary zderzających się gwiazd neutronów, oddalonych o miliony lat świetlnych. Oznacza to początek nowej ery w dziedzinie rozszyfrowywania fundamentalnych zjawisk fizyki, kryjących się w katastroficznych zdarzeniach z udziałem masywnych ciał niebieskich.
Doskonałość Europy w badaniach nad falami grawitacyjnymi
Fale grawitacyjne należą do najbardziej niezwykłych przewidywań ogólnej teorii względności Einsteina. Fale te są fałdami w krzywiźnie czasoprzestrzeni spowodowanymi przyspieszeniem obiektów we wszechświecie i są trudne do wykrycia. Aby fale grawitacyjne były wykrywalne, muszą zostać wygenerowane przez niezwykle gęste, masywne obiekty poruszające się z bardzo dużymi prędkościami.

Dzięki nowej generacji detektorów – amerykańskiemu Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) i europejskiemu Virgo – wykryto sygnały fal grawitacyjnych wyemitowanych w wyniku koalescencji dwóch czarnych dziur oraz zderzenia pary gwiazd neutronowych. Jest to epokowe wydarzenie w fizyce, otwierające nową erę astronomii fal grawitacyjnych.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu GRAWITON stworzono wizjonerską sieć kształcenia początkowego, która po raz pierwszy przewidziała konieczność wyszkolenia młodych naukowców, tak aby mogli oni pokierować przyszłymi osiągnięciami w tej ekscytującej nowej dziedzinie. Trzynastu naukowców na wczesnym etapie kariery odbyło trzyletnie szkolenia, a znaczna część z nich podpisała się pod protokołem badania, co świadczy o ich wkładzie w odkrycie.

Kosmiczny sukces

Badania nad falami grawitacyjnymi to dziedzina, której rozwój uległ ostatnio imponującemu przyspieszeniu dzięki detektorom LIGO i Virgo, umożliwiającym naukowcom uzyskanie nowego spojrzenia na kosmos. „Wykrycie fal grawitacyjnych spowodowanych połączeniem dwóch czarnych dziur o masie 29 i 36 razy większej niż masa Słońca stanowiło początek fizyki eksperymentalnej wykorzystującej fale grawitacyjne i astrofizykę czarnych dziur o masie gwiazdowej”, powiedział koordynator projektu Michele Punturo.

Dwa lata później interferometry Virgo i LIGO wykryły falę grawitacyjną emitowaną przez koalescencję dwóch gwiazd neutronowych, wskazując lokalizację źródła na niebie i umożliwiając astronomom obserwację światła wyemitowanego w tym spektakularnym zderzeniu. Obserwacje dały naukowcom bezprecedensową okazję, by rozwiązać wieloletnią zagadkę dotyczącą tego, gdzie powstaje połowa wszystkich pierwiastków cięższych niż żelazo, a także zidentyfikować przyczyny rozbłysków gamma. „Wraz z tym odkryciem rodzi się tzw. astronomia, kosmologia i astrofizyka „wieloaspektowa”, powiedział Punturo. „Po raz pierwszy zdarzenie astronomiczne oglądane jest zarówno w falach grawitacyjnych, jak i elektromagnetycznych”.

Pod wynikami tych ekscytujących odkryć podpisali się naukowcy, których doktoraty zostały sfinansowane przez projekt GRAWITON. Badacze z Francji, Niemiec i Włoch wnieśli wkład w analizę danych i rozwój technologiczny niezbędny do dokonania tych przełomowych odkryć. W szczególności mieli oni możliwość korzystania ze złożonych urządzeń optycznych, laserów o dużej mocy i niskim poziomie zakłóceń, powłok o wysokim współczynniku odbicia oraz prac dotyczących symulacji i modelowania.

„Interferometry fal grawitacyjnych są najbardziej czułymi detektorami na świecie, zdolnymi do wykrycia subtelnego przejścia fali grawitacyjnej. Fala generuje zmiany długości między dwoma prostopadłymi ramionami detektora Virgo lub LIGO rzędu 10-19 m, dziesięć tysięcy razy mniej niż promień protonu”, wyjaśnia Punturo. Badacze z zespołu projektu GRAWITON są pionierami w dziedzinie metod analizy danych, które pozwalają na wydobycie sygnału z szumu tła.

Projekt GRAWITON istotnie przyczynił się do rozwoju nauki o falach grawitacyjnych. Naukowcy mogą teraz „widzieć” i „słyszeć” wydarzenia w kosmosie, aby lepiej je zrozumieć. Daje im to możliwość dalszego poznania zasad rządzących wszechświatem.

Tematy

Life Sciences

Słowa kluczowe

GRAWITON, fale grawitacyjne, czarne dziury, LIGO, Virgo, gwiazdy neutronowe, ogólna względność, astronomia wieloaspektowa
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę