A gravitációs hullámok a téridő fodrozódásai, amelyek létezésére és tulajdonságaira Einstein pontosan 100 évvel ezelőtt, az általános relativitáselmélete részeként következtetett. Az elmélet szerint gravitációs hullámokat a mozgó tömegek keltik, a forrásukról leválva fénysebességgel terjednek tova, és ahol áthaladnak, ott a tér “görbületét”, vagyis a térbeli pontok távolságát változtatják meg.
Jóllehet az 1970-es évek óta már közvetett bizonyítékok állnak a tudósok rendelkezésére, amelyek a gravitációs hullámok létezésére utalnak, e hullámokat észlelni mostanáig minden próbálkozás ellenére sem sikerült. A gravitáció a leggyengébb a természetben előforduló kölcsönhatások közt, így a gravitációs hullámok által okozott távolságváltozások, amelyek kimérése jelentené a hullámok közvetlen bizonyítékát, még hatalmas tömegű űrbéli objektumok (pl. fekete lyukak, neutroncsillagok, vagy szupernóva-robbanások) hullámai esetén is csak az atommagok méretének piciny töredékét jelentik. E kicsiny hatás miatt a gravitációs hullámok észlelése óriási kihívás, és rendkívüli pontosságú technológiát igényel.
A gravitációs hullámok észlelése nemcsak Einstein elméletének ad végső megerősítést, de általa a csillagászat és az asztrofizika forradalmi eszközt nyer. Minden tudást, amit az emberiség valaha is gyűjtött a Naprendszeren kívüli világról, különféle hullámhosszú fényhullámok megfigyelésével – távcsövekkel, rádióantennákkal, röntgenteleszkópokkal – szereztük meg. A gravitációs hullámok észlelése új “érzékszervet” ad az emberiségnek, amivel a világegyetem titkait megismerheti, kutathatja, megértheti. A gravitációshullám-csillagászat megszületése olyan forradalom, aminek jelentősége az egész csillagászat egykori születéséhez mérhető. Ez a páratlan érték az, ami kutatók és mérnökök százait – köztük magyar kutatókat is – vezetett arra, hogy munkájukat, egy nemzetközi együttműködésben, a gravitációs hullámok megtalálásának szenteljék.
A felfedezést a LIGO detektorokkal dolgozó LIGO Scientific Collaboration (LSC) nemzetközi együttműködés kutatói – az adatok és eredmények többhónapos kiértékelése után – február 11-én jelentették be. Magyarországon a bejelentésre a Magyar Tudományos Akadémia épületében került sor, ahol a kollaborációt annak magyar tagjai (köztük Dr. Raffai Péter asztrofizikus, az ELTE adjunktusa) képviselték. A felfedezésből a magyar szakemberek is kivették a részüket, a LIGO detektorok műszeres fejlesztésétől, a detektorállomásokon és távolból is végzett műszakfelügyeleten át, az adatok kiértékelésén és a források modellezésén keresztül, a felfedezett jel és forrás tulajdonságainak vizsgálatáig, megvitatásáig, és írásba foglalásáig. Munkájuk eredményeként és elismeréseként, a felfedezést közlő szakcikk mintegy 1000 szerzője között, kilenc magyar kutató is társszerzőséget kapott.
A LIGO és a gravitációshullám-csillagászat számára a mostani észlelés a biztató kezdet. Az adatgyűjtés és -kiértékelés folytatódik, a területen a meglévő detektorok továbbfejlesztése, újabb detektorok megépülése, és számtalan új forrásból új jelek felfedezése várható.
Jóllehet az Univerzum a gravitációs hullámain keresztül eddig is folyamatosan szólt hozzánk, 2015 az az év, amikortól ez a hang az emberiségnél nyitott fülekre talál. Az ELTE kutatójával és oktatójával, az Eötvös Gravity Research Group (EGRG) nevű LIGO-tagcsoport egyik alapítójával, Dr. Raffai Péterrel együttműködve azért hoztuk létre ezt az oldalt, hogy a megszerzett tudás ne csak a kutatóké maradjon, de megértésében és örömében mindannyian osztozhassunk.
Tekintsd tehát meg a videóinkat, amelyek mindegyikét egy-egy kérdésre adott válasznak szántuk! Tedd fel Te is a saját kérdésedet a szakértőnek, az oldal alján közzétett üzenődobozban! A beküldött kérdésekre Raffai Péter ugyanitt, egy újabb videóban válaszol.
A XIX. század végének nagy rejtélyét jelentette az a kísérletekben megfigyelt tény, amely szerint bármilyen sebességgel mozgunk is egy fényforráshoz képest (vagy mozog a fényforrás hozzánk képest), az általa kibocsátott fényhullámok sebessége minden esetben ugyanannyinak – körülbelül 300 000 kilométer/másodpercnyinek – adódik.
Albert Einstein 1905-ben közölt speciális relativitáselmélete vetette fel a rejtély feloldásaként, hogy a világunkban a sebességek összeadásának szabálya a fénysebességhez közelítve más kell, hogy legyen, mint a hétköznapi kis sebességeknél. Mivel egy mozgó test sebességét az általa megtett út és az eltelt idő hányadosaként mérjük, a sebességösszeadás megváltozása tulajdonképpen azt jelenti, hogy a megfigyelő, a sebességétől függően, a térbeli távolságokat és az eltelt időtartamokat más értékűeknek méri. A mért távolságok és időtartamok sebességfüggő megváltozása továbbá azt is jelzi, hogy a térbeli és időbeli mozgás egymástól nem függetlenek (az események időbeli és térbeli távolsága is hasonló képletek szerint változik és számolható), így érdemes 3 térbeli és 1 időbeli koordináta helyett inkább az ún. “téridő” 4 koordinátájáról beszélni.
Einstein a relativitáselméletében a sebességösszeadás, valamint a távolság- és időtartam mérésének sebességfüggő képleteit adta meg. Javasolt képletei, valamint a fizikai jelenségek einsteini értelmezése máig kiállt minden kísérleti próbát, és a modern fizika alapjává vált. Nincs szükség azonban sem az einsteini képletek, sem az összefüggő tér és idő (a “téridő”) fogalmának hétköznapi használatára mindaddig, amíg nem a fénysebességet megközelítő mozgások leírása a célunk.
A téma iránt érdeklődőknek “Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete” című könyvének kapcsolódó fejezeteit ajánljuk.
The Time Machine Intro:
Forrás: gravitacioshullam.hu
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése