AD Orion

Astronomsko društvo Orion

Gravitacioni valovi, vi pitate mi odgovaramo

Ako se po jutru dan poznaje onda bi ova 2016. mogla biti rodna godina za astronomiju i nauku. Svi oni koji vole ekskluzivitet, bombastične objave i „velika otkrića“ došli su na svoje dana 11. 02. 2016. godine, koji je slučajno pao kao četvrti dan u sedmici. Naime, nakon što smo prošle godine na vanrednoj konferenciji za medije saznali da su potvrđeni tragovi tekuće vode na Marsu, prije par dana je najavljena nova ekskluzivna konferencija na kojoj će se naučnici očitovati o prvim potvrdama postojanja gravitacionih valova. Na navedenom događaju objavljena je vijest da su uspješno detektovani tragovi gravitacionih valova nastalih prilikom sudara i spajanja dvije ogromne crne rupe, udaljene od Zemlje nekih 1,3 milijarde svjetlosnih godina.

AD Orion je već prije par sedmica prenio vijest o mogućem otkriću gravitacionih valova, a zbog aktuelnosti u nastavku ćemo prenijeti tekst časopisa Cosmos „Gravitational waves – your questions answered„ koji nam pokušava odgovoriti na neka od najčešćih pitanja vezanih za ovu fizičku pojavu.

 

Preveo i prilagodio: Adnan Popara

Šta to predstavljaju gravitacioni talasi?


t2U suštini to su vibracije nastale kada se masa iz kataklizmičke kosmološke eksplozije i sudara (npr. nešto što nastaje spajanjem crnih rupa) pretvori u energiju. Takve mega eksplozije dovoljno su moćne da zanjišu tkanje prostor-vremena šaljući od sebe gravitacione valove (slične mreškanju vode u jezercetu).

Ali gravitacioni valovi ne njišu galaksije ili planete ili vas kao što to rade vodeni talasi sa plutajućim listom. Oni ustvari rastežu i sabijaju materiju.

Zbog toga što se veliki i nasilni događaji dešavaju često, a ti talasi mogu putovati Svemirom bez poteškoća, naučnici pretpostavljaju da smo stalno izloženi njihovom djelovanju.

Pa zašto ih onda nismo detektovali do sada?

Vidite, količina rastezanja ili sabijanja je jednostavno premala da bi je naši detektori registrovali. Svaki put kada gravitacioni val prođe kroz naše tijelo to izazove stezanje ili širenje, prečnika ne većeg od jednog protona. I jednako kao valovi na vodi i ovi valovi slabe s udaljenošću, a kako njihov izvor može biti jako udaljen od Zemlje, do nas dolazi tek djelić njihove izvorne energije.

Gravitacioni valovi – pojam sa dva značenja

Ne bi trebalo da nas zbuni to što se isti pojam u nekim jezicima, pa i u našem, ponekad koristi u dva različita smisla. Dakle, postoji pojam u Općoj teoriji relativnosti, koja govori o dinamici promjene zakrivljenosti prostora-vremena, ali i kao ime pojave kojom se bavi dinamika fluida. Takvi valovi nastaju kada gravitacija pokušava izjednačiti valove raširene (reprodukovane) između slojeva različitih gustoća, kao što su slojevi atmosfere, ili između vode i zraka.

Shvatili smo. Hm, a kako je Albert Einstein povezan sa njima?

Još prije stotinu godina on je predvidio njihovo postojanje u svojoj Općoj teoriji relativnosti. Većina ostalih elemenata njegove teorije potvrđena je tokom godina (posmatranjem, eksperimentima i sl.), međutim gravitacioni valovi su ostajali uporno neuhvatljivi. Čak je i sam Einstein sumnjao da ćemo ikada biti u stanju da ih direktno otkrijemo.

Ovo zvuči poznato. Pa zar ih nismo otkrili u 2014. godini?

U jednom trenutku se sumnjalo da je teleskop postavljen na Južnom polu naše planete pokupio tragove talasa ostalih nakon Velikog praska. Ipak, ispostavilo se da je riječ o česticama prašine iz naše Galaksije. Ali gravitacioni talasi su indirektno otkriveni još 1974. godine. Američki fizičari Russell Hulse i Joseph Taylor pronašli su dva pulsara koji su se obrtali jedan oko drugog, i izračunali su da ako pri tom emituju gravitacione talase, da se to savršeno uklapa u Opću teoriju relativnosti. To otkriće im je donijelo Nobelovu nagradu iz fizike 1993. godine.

Pa kako ih danas pokušavamo otkriti?


t1Naša najbolja mogućnost je naš najveći detektor „Laser Inferometer Gravitational-wave Observatory“ ili LIGO, koji djeluje od 2002. godine.

LIGO detektori koriste iznimno fino podešene laserske interferometre kako bi registrirali prolaz gravitacionih valova. Interferometri se nalaze u izoliranim područjima države Washington (LIGO Hanford) i u Louisiani (LIGO Livingston). Oni su razmaknuti jedan od drugog  3002 km (Muminović M. 2016.).

Dovoljno je da prolazak gravitacionog vala kroz detektor izazove sažimanje ili rastezanje materije prečnika 1/10000 protona i bam! Imamo signal. Ako oba detektora pokupe isti signal u periodu od 10 milisekundi to bi potvrdilo postojanje gravitacionog vala.

Postoje li drugi pokušaji sem LIGO-a?

Naravno. „VIRGO“ detektor u Italiji, zatim planirana „Australian International Gravitational Observatory“ u zapadnoj Australiji, te „Indian Initiative in Gravitational-wave Observations“ ili „INDIGO“ u Indiji.

Prošle godine je Evropska svemirska agencija lansirala „Laser Interferometer Space Antenna (LISA) Pathfinder“ u pokušaju da koordinira tri satelita koji bi između sebe razmjenjivali laserski signal, kao što je to slučaj u detektorima na Zemlji.

Zvuči komplikovano. Možemo li iskoristiti gravitacione valove za bilo šta?

Za mnogo toga. Gravitacioni valovi će nam otvoriti potpuno novu oblast astronomije.

Kada bude operativan broj veći broj detektora biće moguće odrediti oblast u kojoj je nastao val. Teleskopi se onda mogu fokusirati na ove oblasti.

Ako je npr. eksplozija nevidljiva za današnje teleskope koji registruju elektromagnetsko zračenje, u budućnosti ćemomoći upotrijebiti detektore talasa gravitacionog zračenja da doznamo više o njenom porijeklu.

A najveća eksplozija od svih – Veliki prasak – je krajnja nagrada. Najstarija svjetlost u Svemiru, kosmička pozadinska radijacija, pojavila se 300.000 godina nakon Velikog praska.

Fizičari smatraju da su gravitacioni talasi proizvedeni još na samom početku stvaranja Svemira. Otkrivanje najstarijih gravitacionih talasa će nam reći mnogo više o svemiru novorođenčetu, nego što smo to ranije znali.

 

Korišteni tekst

  1. Muminović M. (2016) „Interferometarski kompleks LIGO otkrio gravitacione valove“. AD Orion
  2. Smith B. (2016) „Gravitational waves – your questions answered“. Cosmosmagazine.com

 

Linkovi

http://adorion.ba/interferometarski-kompleks-ligo-otkrio-gravitacione-valove/

https://cosmosmagazine.com/space/gravitational-waves-%E2%80%93-your-questions-answered

Slike

  1. AD Orion

2. Cosmos magazine

Updated: May 21, 2016 — 10:26 am
Astronomsko društvo Orion © 2016 Frontier Theme