Redakcja Sztosowe
Fale grawitacyjne dotychczas interesowały głównie fizyków teoretycznych, dla których miały być potwierdzeniem teorii względności Alberta Einsteina. Dla innych były raczej jedynie potencjalnym zjawiskiem, które nie budziło wielu emocji.
Jak się okazuje niesłusznie! Najnowsze doniesienia naukowców potwierdzają nie tylko, że owe fale istnieją, ale i pokazują, że mogą znacznie ułatwić nam odkrywanie kosmosu i jego tajemnic, które dotychczas po prostu były poza naszym zasięgiem.
Fale mogą bowiem pozwalać zaobserwować obrazy, które dotychczas znikały w odmętach pyłu i były zasysane przez czarne dziury – nie mogły być więc obserwowane przez teleskopy, które znajdowały się na Ziemi.
Do czego wykorzystamy fale grawitacyjne
Fale grawitacyjne przyczynią się do tego, że bliżej poznamy Kosmos i swoje miejsce w nim! Dzięki nim będziemy mieli szansę przyjrzeć się temu, co dzieje się w czarnych dziurach oraz w układach podwójnych gwiazd neutronowych.
To wciąż nie koniec! Fale pozwolą także analizować pulsary i bliżej przyjrzeć się naszej historii, która miała swój początek podczas Wielkiego Wybuchu. Jego echa wciąż mają być zapisane na powierzchni fal grawitacyjnych!
Nowoczesna metoda badań przestrzeni kosmicznej pozwoli także na odtworzenie procesu, w którym kształtowała się nasza galaktyka. Wszystko, co odległe i dotychczas nieosiągalne, stanie się bardziej namacalne i bliższe naukowcom i nam samym.
Potwierdzenie istnienia teorii względności
Fale grawitacyjne, to nic innego, jak swoiste zmarszczki, które powstają na strukturze Wszechświata w wyniku odkształcania czasoprzestrzeni, do którego dochodzi podczas ich przemieszczania się.
Matematycy i fizycy już w XX wieku mówili o istnieniu takiego zjawiska, ale dopiero rozwój nowoczesnych technologii w ostatnich latach sprawił, że możliwe było namacalne potwierdzenie tego, że fale grawitacyjne naprawdę istnieją.
Wszystko dzięki interferometrom – są to niezwykle czułe i precyzyjne przyrządy, które umożliwiają wykrywanie fal. Podczas pracy z urządzeniem możliwe było także zbadanie sposobu, w jaki funkcjonują fale.
Wpływ fal na człowieka
Naukowcy zauważają, że poszczególne fale przechodzą także przez nasze ciała i mają na nie bezpośredni wpływ. Gdy fale grawitacyjne przechodzą przez człowieka, to dochodzi do automatycznego kurczenia się i rozkurczania.
Dlaczego więc nie ma to drastycznego wpływu na nasz wygląd, wzrost? Ponieważ zmiany te zachodzą w niewielkiej, wręcz mikroskopijnej skali. Mają bardzo mały rozmiar. Fale mają w podobny sposób działać na wszystkie obiekty w czasoprzestrzeni.
Ma do nich należeć także Ziemia! Dzięki temu, że również na nią oddziałują fale, możemy badać to zjawisko nie wpatrując się tylko w niebo, które jest nad nami, ale także po prostu rozglądając się wokół siebie za pomocą specjalistycznych przyrządów.
Jak funkcjonuje wynalazek
Pewnie zastanawiasz się teraz, w jaki sposób naukowcy będą starali się odczytywać coś z fal grawitacyjnych. Otóż cały proces jest dość skomplikowany! Wymagał skonstruowania dwóch instalacji, które są od siebie oddzielone o około 3 tysiące kilometrów.
Każda z nich wygląda niczym zwyczajna betonowa rura. Jednak w jej wnętrzu znajdują się ramiona detektorów, lasery i rozdzielacze wiązek. Wewnątrz panuje również prawie całkowita próżnia, czyli pusta przestrzeń. Na końcu rur znajdują się zwierciadła.
Rozdzielacz w rurze rozszczepia wiązkę laserową i kieruje ją do obu ramion detektorów. Następnie promienie odbijają się od zwierciadeł i powracają na płytkę, gdzie są rozdzielane przez działanie lasera. Całe zajście powtarza się kilkaset razy. Wystąpienie zakłóceń oznacza przejście fal grawitacyjnych.
Autentyczność fal grawitacyjnych
Wiele osób może zastanawiać się, skąd naukowcy mają pewność, że to właśnie fale grawitacyjne spowodowały określone zakłócenia. Naukowcy uważają, że za autentyczność ich pomiarów odpowiada kilka czynników.
Po pierwsze, są one wykrywane jednocześnie aż przez trzy detektory. Dwa z nich to detektory LIGO. Trzeci, to nieco mniejszy detektor VIRGO. Badacze podkreślają także, że należy tutaj zwrócić uwagę na wygląd i kształt powstałych fal.
Żaden szum nie byłby w stanie wytworzyć takiego kształtu, jaki tworzą fale. Dodatkowo, nad każdym źródłem szumów pracuje sztab ludzi, który bada ewentualne zakłócenia. Tworzy się także symulację tła danego zakłócenia, co pozwala wykryć ewentualne szumy i nie pozwala na pomyłkę.
Europa w kosmicznym wyścigu
Rozwój naszej wiedzy, jeśli chodzi o Wszechświat, z pewnością ma duże znaczenie w kontekście sytuacji politycznej czy gospodarczej na świecie. W związku z tym chyba nikogo nie dziwi, że widząc dokonania Amerykanów, Europejczycy również postanowili zainwestować w fale grawitacyjne.
Pojawiły się plany zbudowania Teleskopu Einsteina, który miałby rozpocząć swoją działalność już w 2035 roku. Byłoby to podziemne, niezwykle czułe urządzenie. Fakt, że znajdowałoby się pod ziemią, miałby usuwać problem zakłóceń zewnętrznych w badaniu fal.
W pracę nad teleskopem zaangażowanych jest około 40 konsorcjów badawczych, które poświęcają swój czas i środki na rozwój europejskiej inicjatywy. Co ciekawe, w całym projekcie biorą udział również polskie jednostki, jak np. Uniwersytet Warszawski.
LISA – duma Europy
Projekt Teleskop Einsteina budzi duże zainteresowanie i wiele osób pokłada w nim nadzieje na kosmiczną przyszłość. Wydaje się jednak, że jeszcze ciekawszą inicjatywą jest LISA – obserwatorium astronomiczne umieszczone na słonecznej orbicie!
Ma ono składać się aż z trzech satelitów, które będą potrafiły ze sobą współpracować. Razem mają one tworzyć trójkąt równoboczny, którego każde ramię będzie miało aż 5 milionów kilometrów!
Realizacja projektu LISA ma nastąpić w ciągu najbliższych dwóch dekad. Pierwszy z trzech niezwykłych satelitów ma obserwować fale grawitacyjne ze słonecznej orbity już od 2034 roku.
Fale grawitacyjne to przyszłość
Słoneczne obserwatorium ma nam dać szansę na odkrycia, których nie moglibyśmy dokonać z ziemskiej perspektywy. Naukowcy mają nadzieję na obserwację takich zjawisk, jak para białych karłów czy układy podwójne masywnych czarnych dziur.
Fale grawitacyjne dają nam jednak szansę na odkrycie tego, co dało początek naszej galaktyce. Być może najnowsze doniesienia pozwolą na bliższe poznanie ewolucji, jej przebiegu oraz ostatecznego celu.
Pewne jest jednak to, że umiejętność czytania z fal grawitacyjnych, to potężna szansa na odkrycie tajemnic, które od tysięcy lat pozostają poza naszym zasięgiem. Będziemy czekać z niecierpliwością na nowe informacje w tym temacie.
