galéria megtekintése

Óriási horderejű felfedezést jelentettek be amerikai tudósok

12 komment


Palugyai István

Száz évvel azután, hogy Einstein megjósolta az általános relativitáselméletben, csütörtökön Washingtonban bejelentették, hogy felfedezték a gravitációs hullámokat. A régóta várt óriási horderejű bejelentés jelentőségét az is aláhúzza, hogy a közleményt, melyben a tavaly szeptemberi megfigyelésről beszámolnak, több mint ezer kutató jegyzi 16 országból, köztük hazánkból.

– Hölgyeim és uraim, detektáltuk a gravitációs hullámokat! Megcsináltuk! – jelentette be leplezetlen örömmel Dave Reitze, a LIGO asztrofizikai obszervatórium vezetője a National Science Foundation (Nemzeti Tudományos Alapítvány) magyar idő szerint csütörtök délután fél 5-kor kezdődött, a tudományos körökben nagy izgalommal várt sajtótájékoztatóján.

A LIGO mindkét obszervatóriumában szinte egyidőben észlelték a téridő apró
A LIGO mindkét obszervatóriumában szinte egyidőben észlelték a téridő apró "fodrozódásait" bizonyító jeleket

Beszámolója szerint tavaly szeptemberben a LIGO két detektora szinte egyszerre észlelt egy jelet, amivel sikerült igazolni Einstein száz évvel ezelőtt megjósolt elméletét.

 

Januárban mi is beszámoltunk azokról a fizikus körökben terjedő pletykáról, miszerint megtörténhetett egy minden bizonnyal Nobel-díjat érő felfedezés. Két éve azonban a nemzetközi sajtó egyszer már felröppentett egy hasonló hírt, amiről később kiderült, hogy tévedés volt, a kozmikus pornak tulajdonított mérési hiba okozta a jelet. Akkor az Európai Űrügynökség úgy jelentette be az eredményt egy sajtótájékoztatón, hogy a „felfedezésről” szóló cikket még nem fogadta el a szakfolyóirat, amelynek beküldték.

Élő közvetítés a bejelentésről:

Ezúttal a nagy nemzetközi kutatási együttműködés amerikai vezetői csak akkor hívták össze a washingtoni Nemzeti Sajtóklubba a sajtó képviselőit, amikor már lezajlott az eredmények szakértői bírálata, mely teljesen pozitív volt, és igazolta a felfedezés valódiságát. A magyar újságírók az MTA felolvasótermében követhették az élő adásban sugárzott eseményt. Ezen arról számoltak be, hogy tavaly szeptember 14-én, magyar idő szerint a délelőtti órákban a gravitációs hullámok észlelésére létesített mindkét hatalmas amerikai berendezés, a LIGO Washington állambeli hanfordi és a tőle háromezer kilométerre, a Louisiana állambeli Livingstonban lévő egysége 0,2 másodpercig tartó jelet észlelt 6.9 ezredmásodperces különbséggel.A LIGO Hanford Obszervatórium lézer műszereit egy hatalmas beton-acél alagútban helyezték el. Az alagút egy 4X4 kilométeres, L-alakú vákum laboratóriumot rejt, melynek sarkain hatalmas tükröket helyeztek el

A LIGO Hanford Obszervatórium lézerműszereit egy hatalmas beton-acél alagútban helyezték el. Az alagút egy 4X4 kilométeres, L-alakú vákuumlaboratóriumot rejt, melynek sarkain hatalmas tükröket helyeztek el
Reuters

Dave Reitze bejelentése szerint a LIGO műszereivel sikerült észlelni, ahogy két, mindössze 150 kilométer átmérőjű, ám a mi Napunknál 30-szor nehezebb fekete lyuk összeütközik, méghozzá szédítő – a fénysebesség felét kitevő – sebességgel. Ennek során sikerült a fizika történetében először észlelni a téridő apró „fodrozódásait”, azaz a gravitációs hullámokat.

Az egymilliárd dollárért felépített detektorok egymáshoz képest derékszögben álló, négy-négy kilométeres karjai és rengeteg érzékelője beváltották a projektben dolgozó szakértők jóslatát.

Frei Zsolt asztrofizikus, az ELTE tanszékvezető egyetemi tanára, a tudománytörténeti jelentőségű projektben részt vevő legnagyobb magyar kutatócsoport vezetője azt is elárulta, a jelet már négy nappal a szeptember 18-én elkezdett új vizsgálati időszak hivatalos startja előtt észlelték. Ez azért érdekes, mert a szervezet a vizsgálat ideje alatt úgy is bead néha a rendszerbe olyan jeleket, amelyek hasonlítanak a gravitációs hullámok által keltett jelekre, hogy erről a megfigyelők nem tudnak, és csak később, az időszak végső elemzésekor „nyitják ki a borítékot”, hogy kiderüljön, melyik volt az igazi és melyik a hamis jel. Ilyen titkos „belső ellenőrzés” azonban szeptember 18-a előtt még nem indult be, így az akkor már működő berendezés megfigyelői tudták, valami igazit „fogtak be”.

A NASA illusztrációja a téridő „fodrozódásáról”:

Az Einstein-féle általános relativitáselmélet számos olyan jelenséget megjósolt, melyeket később sikerült kísérletileg igazolni. Ilyen volt a gravitációs vöröseltolódás, a fekete lyuk, vagy a kozmikus háttérsugárzás, mely utóbbi az ugyancsak a relativitáselméletből kiszámolható ősrobbanás-elmélet következménye. A gravitációs hullámok létét is a száz évvel ezelőtt közzétett elmélet jövendölte meg. Ezek a téridő görbületének hullámszerűen terjedő megváltozásai, melyeket ugyanúgy kelthet két egymásba olvadó fekete lyuk, felrobbanó szupernóva, egyenetlen felületű pörgő neutroncsillag, vagy akár az ősrobbanás után szétlökődő anyagból fakadó kozmikus háttérsugárzás. A fény sebességével haladó legerősebb gravitációs hullámok azonban hihetetlenül gyengék, a Földön a tér legerősebb fodrozódása is mindössze tíz a mínusz huszonegyediken méternyi hosszúságváltozást tud előidézni, ami egy proton átmérőjének a milliomodrésze.

Két összeolvadó fekete lyuk is
Két összeolvadó fekete lyuk is "fodrozhatja" a téridőt
Reuters/NASA

Régóta próbálták a gravitációs hullámokat érzékelni. A kettős pulzárok 1974-es felfedezése közvetett módon már igazolta a gravitációs hullámok létét, ami 1993-ban Nobel-díjat hozott Husle-nak és Taylornak. A kísérleti bizonyításhoz a hetvenes években tömegrezonátorokkal próbálkoztak, de az így elért érzékenység két nagyságrenddel elmaradt s szükségestől. A nyolcvanas években aztán Kip Thorn és Ronald Drever a Kaliforniai Műszaki Egyetemről (Caltech), továbbá Rainer Weiss a bostoni MIT-ról kitalálta, hogy lézerinterferenciával kellene ezt megpróbálni. Erre épült meg a LIGO a kétezres évek elején. (Ezért ők fogják feltehetően megkapni a Nobel-díjat.)

A haladására merőleges rezgéseket keltő gravitációs hullám a LIGO egyik karját az említett nagyságrendű mértékben megrövidíti, a másikat megnyújtja. A két kar végeire tükröket helyeztek, melyek közt szupererős lézerfény cikázik. A műszer a két tükör közti távolságot méri, s leegyszerűsítve, ha a karok hossza megváltozik, a lézerinterferencia változása jelzi, áthaladt a gravitációs hullám a detektoron. A berendezés roppant bonyolult és hihetetlenül érzékeny. (A 300 kilométerre lévő tengerparton a homokra kicsapó hullámok is megrezgetik.) A karokban a világ legerősebb vákuuma van, és az érzékelő háromszáz csatornáján csak a zavaró jeleket szűrik ki. A mérésekben és az adatok kiértékelésében is közreműködött magyar kutatócsoport például egy ultrahangos mikrofont gyártott, mely az alacsony frekvenciás hanghullámokat gyűjti.

Illusztráció egy szupermasszív fekete lyukról
Illusztráció egy szupermasszív fekete lyukról
REUTERS/NASA/Chandra X-Ray Observatory/A.Hobart

A LIGO most egy olyan hullámot kapott el, mely egy 29 és egy 36 naptömegű fekete lyuk összeolvadásából keletkezett (sejthetően többet is, de ezekről csak a kiértékelés végén számolnak be). A detektor azt is kimérte, hogy ezután 4500-szor annyi energia lökődött ki, mint amit a Nap a teljes élettartama alatt kisugároz, de kimérhető volt, körülbelül az égbolt melyik irányában és mintegy egymilliárd fényévnyire történt a kozmikus esemény. A mostani felfedezés azért is világraszóló, mert első ízben sikerült igazolni összeolvadó kettős fekete lyukak létét, s érzékelni a természetben valaha is megfigyelt legnagyobb energiájú eseményt.

Einsteinnek megint igaza volt
Einsteinnek megint igaza volt
Wikipédia

Frei Zsolt lapunknak kiemelte, a mostani felfedezéssel teljesen új ablak nyílt a világra, ezután – a detektorok további fejlesztése révén – nemcsak elektromágneses hullámokra épülő távcsövekkel lehet majd az Univerzumot kémlelni, de egy sor nyitott kérdésre is megadható lesz a válasz.

Bejelentkezés
Bejelentkezés Bejelentkezés Facebook azonosítóval

Regisztrálok E-mail aktiválás Jelszóemlékeztető