Borys Pawliszczew Redakcja internetowa
17 grudnia 2012, 17:16

Einstein znów będzie miał rację

Einstein znów będzie miał rację

Tajemnicze fale grawitacyjne, których istnienie zapowiedział jeszcze Albert Einstein, mogą być wykryte już w najbliższych latach, po całych dziesięcioleciach bezskutecznych poszukiwań. Taki wniosek zawiera szereg zachodnich publikacji naukowych.

Tajemnicze fale grawitacyjne, których istnienie zapowiedział jeszcze Albert Einstein, mogą być wykryte już w najbliższych latach, po całych dziesięcioleciach bezskutecznych poszukiwań. Taki wniosek zawiera szereg zachodnich publikacji naukowych. Uczeni z Uniwersytetu Princeton zakładają, że odkrycie zostanie dokonane już w przyszłym roku. Ich koledzy z Instytutu Alberta Einsteina w Niemczech są nastawieni mniej optymistycznie. Ich zapowiedzi obejmują okres od 3 do 10 lat. Czasopismo „New Scientist”, które opublikowało przegląd tego tematu, uważa, że ślad oddziaływania tych fal już obecnie można znaleźć w nagraniach promieniowania radiowego pulsarów. Zdanie uczonych rosyjskich przedstawił dla "Głosu Rosji" znany astrofizyk, profesor Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego Władimir Lipunow. W Internecie cieszy się popularnością jego artykuł „Niebo w falach grawitacyjnych”.

- Panie profesorze, prosimy o przedstawienie w ogólnym zarysie istoty fal grawitacyjnych.

-Teoretycznie odkrycia fal grawitacyjnych dokonał Einstein, kiedy znalazł słuszne równania ogólnej teorii względności. Uwzględniały one fale rozpowszechniające się swobodnie. Mówiąc prościej, fale grawitacyjne są emitowane przez każde obracające się ciało o nieregularnych kształtach czy poruszające się z przyśpieszeniem. Jeśli człowiek pomacha ręką, to wyda on falę grawitacyjną, aczkolwiek bardzo słabą. Jest to swego rodzaju zmarszczka w czasoprzestrzeni, poruszająca się z szybkością światła. Fale elektromagnetyczne oddziałową na ładunki, natomiast grawitacyjne – na każdą masę. Kiedy przetacza się podobna fala, to odległość między dwoma dowolnymi punktami zaczyna periodycznie zmieniać się w takt ruchu fali. Ciekawe jest, że te fale prawie nie są pochłaniane, w odróżnieniu od światła. Powiedzmy, światło przechodzi przez Wszechświat tylko od pewnej chwili jego wieku. Wiek Wszechświata wynosi 13 miliardów lat. Po upływie trzystu tysięcy lat od chwili powstania stał się on przejrzysty. Światło z epok wcześniejszych, emitowane przez Wszechświat jeszcze nie przejrzysty, do nas już nie dociera. Natomiast fale grawitacyjne mogą dotrzeć. Zapewni to fizykom możliwość obserwowania nawet samego aktu narodzin Wszechświata.

- Prościej mówiąc, te fale są emitowane w warunkach, kiedy jedno ciało obraca się wokół drugiego?

- Między innymi, tak, lecz nie tylko. Ważne jest, aby ciało było niesymetryczne i posiadało właśnie nieregularne kształty. Idealnymi źródłami promieniowania są podwójne gwiazdy czy w ogóle wszelkiego rodzaju układy podwójne. Idealne źródło promieniowania – to czarne dziury istniejące w układzie podwójnym.

- Dlaczego wobec tego już od kilku dziesięcioleci nie udaje się wykryć tych fal?

- Jeśli chodzi o bezpośrednie wykrywanie fal grawitacyjnych, to tego dotychczas nie zrobiliśmy. Pośrednie wykrywanie zostało dokonane jeszcze 20 lat teku, kiedy obserwowano pulsary radiowe i było widać, że system składający się z dwóch gwiazd neutronowych traci energię właśnie w myśl równania Einsteina. Dlaczego nie uzyskano dowodów bezpośrednich? Dlatego, że współdziałanie tych fal z materią jest bardzo słabe.

Tym nie mniej, istnieją dowody pośrednie – kiedy pomniejsza się odległość dzieląca parę szybko obracających się gwiazd?

- Tak. Znany jest podwójny radio pulsar. Nagrodę Nobla przyznano za dokonanie jego pomiarów, które pośrednio potwierdziły fakt istnienia fal grawitacyjnych. Wszyscy jednak czekają właśnie na bezpośrednie wykrycie tego zjawiska. Zbudowano olbrzymie anteny do odbierania fal grawitacyjnych w Ameryce i Europie. Jednakże dla „złapania” fali emitowanej z kosmosu, należy dokonać pomiarów odległości mniejszej od wielkości jądra atomu: jest to zadanie bardzo skomplikowane. Dlatego podobne projekty dotychczas jeszcze nie miały powodzenia.

- W jaki sposób zamierzają wykryć te fale uczeni Uniwersytetu Princeton?

- Mówiliśmy o radio pulsarach. Ich impulsy są tak stabilne, że pod względem dokładności okresu przewyższają wszystkie zegary istniejące na ziemi. Pomysł polega na tym, że odbiera się impulsy promieniowania radiowego pulsaru i dokonuje się pomiaru okresu. Jeśli w tym że kierunku podąża fala grawitacyjna, to okres pulsaru zacznie zmieniać się w sposób przewidziany. Najbardziej potężne fale grawitacyjne we Wszechświecie są emitowane w przypadku zderzenia się super masywnych czarnych dziur z masą miliarda mas Słońca. Zakładaliśmy, że galaktyki o tak super masywnych czarnych dziurach zderzają się ze sobą nie tak znów często. W artykule, do którego odwołuje się „New Scientist”, prawdopodobieństwo takich wydarzeń we Wszechświecie zwiększa się 6 razy. Dodaje to optymizmu, czyli znaczy to, że prawdopodobieństwo ujrzenia także odciska fali grawitacyjnej w procesie śledzenia radio pulsara zwiększa się 6 razy. Mam uwagę krytyczną. Znów to będzie pośrednim wykrywaniem fal grawitacyjnych. Przecież ważne znaczenie ma metoda bezpośredniego wykrywania. Mam nadzieję, że po modernizacji detektorów naziemnych uzyskamy ją.

- Czy, Pana zdaniem, naziemne detektory nadal są potrzebne?

- Oczywiście. Przez pewien czas wydawało się, że już wkrótce wykryjemy fale, lecz okazało się, że nie jest to takie proste. Jestem przekonany, że gdy druga generacja tych przyrządów zostanie oddana do użytku, dokonamy wspaniałego odkrycia, ewentualnie nawet dwóch odkryć. Jeśli odbierzemy falę grawitacyjną, wytwarzaną przez dwie czarne dziury, równocześnie udowodnimy istnienie zarówno fal, jak i czarnych dziur w przyrodzie. Może to być również podwójna Nagroda Nobla.

- Według Pana prognoz, kiedy dojdzie do bezpośredniego wykrywania fal?

- Wszyscy mieliśmy nadzieję, że dojdzie do tego na początku XXI wieku. Jednakże wynikły wielkie trudności, sygnał zacierały hałasy. Mam nadzieję, że przed 2020 rokiem wszystko się uda. Potrzebnych będzie jeszcze od 5 do 7 lat.

- Te fale organicznie mieścić się będą w jednolitej teorii pola, która na razie nie została jeszcze opracowana?

- Te fale należą do klasycznej teorii względności. One tylko potwierdzą słuszność teorii Einsteina.

  •  
    Podziel się z
Odwołanie Roku Polski w Rosji i Rosji w Polsce