Oamenii de știință LIGO Descoperă valurile gravitaționale, dovediți dreptate Albert Einstein

Astăzi, oamenii de știință de la Observatorul cu interferometru gravimetric cu laser (LIGO) au confirmat că au găsit în cele din urmă dovezi ale undelor gravitaționale și, în acest fel, au rezolvat puzzle-ul de 100 de ani care la obsedat pe Albert Einstein. Este una dintre cele mai importante descoperiri făcute vreodată de fizicieni și promite să conducă spre o cascadă de alte revelații.

"Am detectat valuri gravitaționale", a declarat directorul LIGO David Reitze în anunțul de joi, confirmând zvonurile care circulă în jurul comunității științifice de o lună. "Acesta este cu adevărat un ton științific. Și am făcut-o - am aterizat pe Lună.

În 1916, Einstein a publicat Teoria Relativității. Printre foarte multe moduri în care joacă un rol esențial în fundamentarea fizicii moderne, teoria a prezis existența undelor gravitaționale: valuri în spațiu care se deplasează spre exterior, cauzate de prezența masei. Având în vedere existența acestor fluctuații, Einstein a murit înainte de a le localiza.

Deoarece lucrarea lui Einstein era seminificată, aproape tot ceea ce credem că știm despre gravitate depinde de existența undelor gravitaționale. Asta inseamna ca pana astazi majoritatea ceea ce stim despre gravitate nu a fost confirmata. Asta se schimbă.

De ce a durat atât de mult? Undele gravitaționale sunt atât de obscene mici și slabe încât oamenii de știință au căutat un semnal care se află pe o scară la putere de -23. Întotdeauna a existat o sursă de dovezi secundare, însă dovada reală este dificil de găsit la această scară, motiv pentru care LIGO a fost făcută acum 25 de ani. O colaborare între MIT, Caltech și aproape 1000 de oameni de știință din 16 țări, LIGO a construit ceva numit un interferometru: un instrument cu lungimea de patru kilometri, care împușcă laserele înainte și înapoi cu oglinzi pentru a detecta semnale care sunt la fel de mici 1/1000 diametrul unui protoni.

LIGO a construit două dintre aceste instrumente ultra-sensibile - unul în Hanford, Washington și altul în Livingston, Louisiana - pentru a se asigura că orice lucru găsit de el poate fi verificat. Ambele instrumente au fost conectate online în 2002, dar timp de 13 ani nu a fost altceva decât întuneric.

La 14 septembrie 2015, două zile după ce interferometrele recent modernizate au devenit operaționale, cercetătorii LIGO au găsit ceva. După cum vor învăța mai târziu, a fost un semnal produs de două găuri negre - fiecare cu diametrul de 150 de kilometri și de 30 ori masa soarelui. Se spirau unul în celălalt la o jumătate de viteză a luminii. S-au ciocnit și s-au îmbinat într-o singură gaură neagră.

Energia totală expulzată de coliziune a fost de peste 50 de ori mai puternică decât cea a tuturor stelelor din univers.

Potrivit lui Reitze, semnalele înregistrate au fost în concordanță cu ceea ce teoria Einstein ar presupune în aceste circumstanțe. Cu toate acestea, el și colegii săi au găsit datele "ciudate de minte".

Semnalele nu reprezintă doar o privire asupra undelor gravitationale. Ele ilustrează, de asemenea, caracteristicile reale ale evenimentului de fuziune și ale găurilor negre înainte și după coliziuni. Potrivit cercetătorului LIGO Gabriela Gonzalez, formele de undă ale semnalelor capturate arată că gaura neagră îmbinată este de fapt puțin mai mică decât suma celor două obiecte originale. Mai mult, "această fuziune a avut loc cu 1,3 miliarde de ani în urmă", a spus ea, "când viața multiculară de aici pe Pământ tocmai a început să se răspândească".

Gonzalez a înregistrat o înregistrare audio modificată a semnalului - o scurtă ciripitură de păsări. "Acesta este primul dintre multele care vor veni", a spus ea.

Ramificațiile constatărilor nu pot fi exagerate. Descoperirea nu se limitează la restul unui mister vechi de secole - îi deschide pe oameni să învețe mai multe despre univers printr-o lentilă unică. Înainte de joi, astrofizicii au fost în esență limitați la studierea universului prin spectrul electromagnetic. În timp ce am învățat multe, există o sumă masivă despre stele, supernove, găuri negre și alte fenomene pe care nu le putem studia fără a observa și măsura undele gravitaționale. Știind că putem asculta în cele din urmă aceste semnale, oamenii de știință se deschid către o parte integrală a universului care era închis.

De fapt, rezultatele LIGO dovedesc efectiv existența găurilor negre.

Poate că cel mai interesant astrofizician și co-fondator al LIGO, Kip Thorne (clasat pe locul 7, dar cu siguranță tendință în sus acum), va fi posibilitatea de a studia ceea ce se numește "corzi cosmice", despre care oamenii de știință cred că explică expansiunea și inflația universul de la Big Bang.

Oamenii de știință ar putea să răspundă la întrebări mai mari cu privire la valurile gravitaționale: Cât de rapid este extinderea universului? Ce cauzează o supernova? Cât de repede valurile gravitaționale călătoresc în comparație cu lumina?

Începând cu LIGO "a fost un risc mare", a declarat Franța Cordova, directorul Fundației Naționale de Științe. Dar riscul de astăzi pare să fi plătit. "Einstein ar fi strălucit".

Anunțul de joi va aduce cu siguranță și speranțe mai mari LISA Pathfinder - o navă spațială care acționează ca un testbed pentru eLISA, un interferometru bazat pe spațiu - și va valida foarte mult banii și timpul investit în proiectul respectiv.

Și acesta este doar începutul. Vom afla mai multe despre univers decât ne-am fi gândit vreodată posibil și, în cele din urmă, vom ajunge mai aproape de înțelegerea originilor și a viitorului universului. "Ceea ce este foarte interesant este ceea ce urmează", a spus Reitze.