Naukowcy są bliscy rozwiązania zagadki fal grawitacyjnych

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

We współczesnej fizyce grawitacja jest jedną z głównych tajemnic. Ledwo nauczyliśmy się mierzyć jego przejawy w postaci grawitacji. Ale czym jest grawitacja, skąd się bierze, jak się przenosi – współczesna nauka nie jest jeszcze w stanie jednoznacznie odpowiedzieć.

Faktem jest, że grawitacja jest jednym z czterech podstawowych oddziaływań – form przekazywania energii – i jednocześnie najsłabszym ze wszystkich. Ale główny problem leży gdzie indziej.

Wiadomo, że trzy najlepiej zbadane oddziaływania są przenoszone przez cząstki. A jeśli dla innych rodzajów oddziaływań te cząstki są znane, a ich istnienie zostało potwierdzone eksperymentalnie (bezpośrednio lub pośrednio, aczkolwiek z dużymi założeniami), to dla grawitacji wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane.

W chwili obecnej nie udało się potwierdzić samego faktu występowania nie tylko tzw. grawitonu (cząstka teoretyczna odpowiedzialna w niektórych koncepcjach fizyki za przenoszenie grawitacji i powstawanie pól grawitacyjnych), ale także takie ślady grawitacji, które pozwoliłyby określić charakter jej transmisji (lub powiedzmy transportu w czasoprzestrzeni).

Zgodnie z tą samą teorią, która zakłada obecność grawitonów, okazuje się, że grawitacja powinna być przekazywana w postaci ukierunkowanych skwantowanych (czyli składających się z cząstek lub „podobnych cząstek” – paczek energetycznych o określonej wartości) fal – grawitacyjnych promieniowanie. Powinien objawiać się w postaci kolosalnych fal emanujących z dowolnych dużych obiektów kosmicznych i zdarzeń - czarnych dziur i gromad galaktyk, w momencie narodzin supernowych. Jednak nie zostały jeszcze odnalezione.

A 11 stycznia 2016 r. Lawrence Krauss, kosmolog z University of Arizona, napisał na swoim Twitterze: „Moje podejrzenia co do odkrycia LIGO potwierdziły niezależne źródła. Pozostać w kontakcie! Fale grawitacyjne można wykryć!”

Obserwatorium fal grawitacyjnych LIGO jest jednym z najważniejszych miejsc do badania grawitacji i poszukiwania fal grawitacyjnych. Stacje LIGO wykorzystują zaawansowane interferometry laserowe do wykrywania fal grawitacyjnych. Chociaż Krauss zasugerował we wrześniu 2015 r., że w detektorze LIGO wykryto oznaki nieuchwytnych fal grawitacyjnych, nie było na to oficjalnego potwierdzenia. Krótko przed tym kompleks zmodernizowano i uruchomiono tam eksperyment Advanced LIGO, który może doprowadzić do wykrycia fal grawitacyjnych.

Tymczasem nie było oficjalnych oświadczeń z obserwatoriów (są spodziewane przynajmniej w lutym), więc eksperci uważają, że za wcześnie na radowanie się i rozpowszechnianie pogłosek o niezwykle ważnym odkryciu. Co więcej, poprzednie wnioski wyciągnięte w ramach eksperymentu BICEP2 okazały się błędne: sygnał był w rzeczywistości spowodowany nie falami grawitacyjnymi, ale pyłem.

Dlaczego jest to potrzebne i dlaczego jest tak ważne? Każda teoria jest początkiem praktyki. Bez fizyki kwantowej nie byłoby GPS, komunikacji satelitarnej, nowoczesnych tranzystorów i komputerów kwantowych (a także optycznych linii komunikacyjnych). Działająca, kompletna teoria opisująca grawitację mogłaby pozwolić na bardziej szczegółowe badanie Wszechświata, jego praw, ruchów obiektów, czarnych dziur, ciemnej energii i ciemnej materii. I całkiem możliwe jest stworzenie zupełnie nowych rodzajów ruchu w przestrzeni (a nawet w czasie). Do tego czasu nie ma dla nas dostępu ani skoków kwantowych, ani tuneli czasoprzestrzennych, ani prędkości superluminalnych.