Ütköző fekete lyukak a LIGO célkeresztjében (fantáziakép)

Einstein relativitáselmélete 1916-ban megjósolta a gravitációs hullámok létét. Az általános relativitáselméletnek azóta számos kísérleti bizonyítéka született: a "hőskorban" például a Merkúr bolygó pályájának részletes elemzése és megértése, a Nap mellett elhajló csillagfény igazolta az elmélet helyességét. A gravitációs hullámokat azonban közvetlenül még nem sikerült kimutatni. (A közvetett kimutatásért Russell Hulse és Joseph Taylor 1993-ban Nobel-díjat kapott.) A tudományos közvélemény elfogadottnak tekinti a gravitációs hullámok létezését, a bizonyítékok kereséséről persze nem mond le. E téren jelentős a magyar kutatók részvétele - különösen a gravitációs hullámok kimutatását célzó eszközök kifejlesztésében jeleskedünk.

A gravitációs hullámok után kutató legfontosabb tudományos eszköz, a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) nevű berendezés, amely az USA kormányának félmilliárd dollárnyi támogatásából épült. A LIGO detektorainak üzemeltetését és az adatok kiértékelését több tucat kutatócsoport, mintegy 700 kutató végzi, közöttük az ELTE-n alapított Eötvös Gravity Research Group (EGRG) is.

A 2007 márciusa óta működő magyar csoport tagjai (Frei Zsolt egyetemi docens, Raffai Péter doktoranduszhallgató és Szokoly Gyula tudományos munkatárs) olyan különleges, a gravitációs hullámok kimutatásánál is használt mérőberendezést (infrahangmikrofont) építenek, amely alkalmas lehet a gravitációs hullámok észlelésének elősegítésére. Az ELTE-n fejlesztett különleges érzékenységű mikrofon prototípusát már kipróbálták egy hannoveri obszervatóriumban, most a sorozatgyártást készítik elő.

Frei Zsolttól tudjuk, hogy a berendezés része lesz a 2014-ben induló újabb, nagyszabású megfigyelőprogramnak, az Advanced LIGO-nak. (Az Advanced LIGO a mostani LIGO-obszervatórium tízszer érzékenyebbre fejlesztett változata.) Ezzel a tudósok a jelenleginél tízszer távolabbi forrásokból is megfigyelhetik az olyan kataklizmikus eseményeket, mint a fekete lyukak vagy a neutroncsillagok ütközései.

"Az Advanced LIGO óriási előrelépés a mostani berendezéseinkhez képest, mivel megnövelt érzékenységével az univerzum 1000-szer nagyobb térfogatából figyelheti meg a galaxisunkon kívülről érkező gravitációs hullámok forrásait. Ez azt jelenti, hogy a nagy bumm gravitációs hullámait is nagyságrendekkel nagyobb érzékenységgel mérhetjük ki" - mondja a LIGO intézeti igazgatója, Jay Marx a California Institute of Technology egyetemről.

A Nature-ben néhány nappal ezelőtt megjelent közlemény lényegi üzenete: az a tény, hogy a LIGO jelenlegi érzékenysége mellett még nem találta nyomát az univerzum korai szakaszából, az ősrobbanásból származó gravitációs hullámoknak, jelentősen pontosítja az univerzum fejlődéséről alkotott modelljeinket. A további pontosításra 2014-ig kell várni.