Η σημαντικότερη επιστημονική ανακάλυψη για το 2016: Τα βαρυτικά κύματα του Αϊνστάιν!

0
40

Η 11η Φεβρουαρίου ήταν η μέρα που όλοι μας θυμηθήκαμε την σπουδαιότητα του μεγαλύτερου φυσικού του 20ου αιώνα. Τα βαρυτικά κύματα ανιχνεύτηκαν για πρώτη φορά, επιβεβαιώνοντας όλα όσα είχε προβλέψει ο Αλμπερτ Αϊνστάιν.

Οι ειδικοί έκαναν λόγο για μια ιστορική ανακάλυψη, ικανή να αλλάξει τα δεδομένα της επιστήμης. Οι φυσικοί τότε, σε σχεδόν… πανηγυρικό κλίμα, δήλωναν πως η επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν ανοίγει τον δρόμο για ένα νέο κεφάλαιο στην επιστήμη, που ως τώρα δεν είχαμε την δυνατότητα να εξερευνήσουμε.

Με τους αναλυτές να μιλούν για «την σημαντικότερη ανακάλυψη των τελευταίων ετών», το… κερασάκι στην τούρτα ήταν η χρονική στιγμή που πραγματοποιήθηκε. Σαν να ήταν τέλεια προγραμματισμένος, ο εντοπισμός των βαρυτικών κυμάτων από το πείραμα LIGO ανακοινώθηκε ακριβώς 100 χρόνια μετά την διατύπωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας!

Με τα παραπάνω δεδομένα, ήταν σχεδόν βέβαιο πως το κατόρθωμα των ερευνητών του LIGO θα χαρακτηριστεί ως η σημαντικότερη ανακάλυψη για το 2016. Όπως και έγινε, από το γνωστό επιστημονικό περιοδικό Physics World.

Οι αναλυτές του περιοδικού έθεσαν συγκεκριμένα κριτήρια, για να φτάσουν στην σχεδόν ομόφωνη απόφαση, για τον «νικητή» της χρονιάς. Η θεμελιώδης σημασία της έρευνας, η πρόοδος που προσέφερε στις γνώσεις μας, το γενικό ενδιαφέρον για κάθε τομέα της φυσικής αλλά και η ισχυρή σύνδεση μεταξύ θεωρίας και πειράματος, ήταν κάποια από αυτά.

Οι «ρυτιδώσεις» στον ιστό του χωροχρόνου, που μπορούν να προκληθούν από τεράστιες και βίαιες κοσμικές συγκρούσεις, όπως για παράδειγμα μεταξύ δύο μαύρων τρυπών, μας «ξεκλείδωσαν» μια νέα αίσθηση για την λειτουργία της βαρύτητας, αλλά και ολόκληρου του σύμπαντος.

Η πρώτη παρατήρηση πραγματοποιήθηκε στις 14 Σεπτεμβρίου του 2015 αλλά έπρεπε να φτάσει Φλεβάρης μέχρι να εξακριβωθεί η εγκυρότητα της, αφού σε τόσο σπουδαίες επιστημονικές τομές δεν υπάρχει περιθώριο για σφάλματα. Μάλιστα, οι ανιχνευτές του LIGO εντόπισαν και δεύτερη φορά βαρυτικά κύματα, τον Δεκέμβρη του 2015, τα οποία ανακοινώθηκαν τον Ιούνιο του 2016.

Τα κύματα που «τάραξαν» τους παλμογράφους του πειράματος, δημιουργήθηκαν από μια σύγκρουση μαύρων τρυπών (όπως ακριβώς είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν!) σε απόσταση 1.3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

Μετά από ένα ταξίδι που διήρκεσε παραπάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, τα κύματα έφτασαν στον πλανήτη μας, κουνώντας τους ανιχνευτές του LIGO κατά ένα χιλιοστό του πλάτους ενός πρωτονίου! Αυτό ήταν αρκετό, για τα πανίσχυρα μηχανήματα του σπουδαίου πειράματος.

Οι υπόλοιπες ανακαλύψεις 9 που συμπληρώνουν το Top 10 του Physics World:

Η δημιουργία και η μέτρηση της κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα σε ζεύγη διαφορετικών ιόντων.
Η μηχανή που αποτελείται από ένα μόνο άτομο.
Η δημιουργία ενός μικρού και φθηνού μετρητή βαρύτητας, με μέγιστη ακρίβεια.
Η απόδειξη πως η γάτα του Σρέντιγκερ ζει και πεθαίνει σε δύο κουτιά ταυτόχρονα.
Η μέτρηση της αρνητικής διάθλασης των ηλεκτρονίων στο γραφένιο.
Η ανακάλυψη του πλησιέστερου βραχώδους εξωπλανήτη στη Γη.
Το πυρηνικό ρολόι με βάση το θόριο-229.
Ο νέος φακός μικροσκοπίου που συνδυάζει μεγάλο οπτικό πεδίο και υψηλή ανάλυση.
Η προσομοίωση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων με τη χρήση κβαντικού υπολογιστή.
Πηγή: iefimerida.gr

Βαρυτικό κύμα

Δισδιάστατη παράσταση βαρυτικών κυμάτων. Δύο αστέρες νετρονίων τριγυρίζουν ο ένας τον άλλον και προκαλούν το φαινόμενο.

Στη Φυσική, τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί της καμπυλότητας του χωροχρονικού συνεχούς που διαδίδονται ως κύματα από την πηγή προς τα έξω. Προβλέφθηκαν το 1916 από τον Albert Einstein στη βάση της θεωρίας του της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας και μεταφέρουν ενέργεια υπό την μορφή βαρυτικής ακτινοβολίας.

Η ύπαρξή τους είναι συνέπεια του αναλλοίωτου του μετασχηματισμού Lorentz στη γενική σχετικότητα, δεδομένης της έννοιας πεπερασμένης ταχύτητας διάδοσης των φυσικών αλληλεπιδράσεων.

Αντιθέτως, τα κύματα βαρύτητας δεν μπορούν να υφίστανται στη νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας, η οποία διατυπώνει ότι οι φυσικές αλληλεπιδράσεις διαδίδονται με άπειρη ταχύτητα.

Διάφοροι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων είναι υπό κατασκευή ή σε λειτουργία, όπως το αναβαθμισμένο LIGO (Advanced LIGO) το οποίο ξεκίνησε παρατηρήσεις το Σεπτεμβρίου 2015.

Πιθανές πηγές ανιχνεύσιμων βαρυτικών κυμάτων περιλαμβάνουν δυαδικά αστρικά συστήματα που αποτελούνται από λευκούς νάνους, αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες.

Στις 11 Φεβρουαρίου 2016, οι ομάδες συνεργασιών LIGO και Virgo ανακοίνωσαν επίσημα ότι έκαναν την πρώτη παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων, που προέρχονταν από ένα ζευγάρι μαύρων τρυπών που συγχωνεύονταν, χρησιμοποιώντας τους ανιχνευτές του αναβαθμισμένου LIGO.

Τα βαρυτικά κύματα μπορούν θεωρητικά να υπάρξουν σε όλες τις συχνότητες. Πρακτικά, βαρυτικά κύματα πολύ χαμηλής συχνότητας είναι αδύνατον να ανιχνευθούν. Το φάσμα βαρυτικών κυμάτων εκτιμάται από 10-7Hz ως 1011Hz καθώς το άνω όριο περιορίζεται από την μη ύπαρξη πηγών βαρυτικής ακτινοβολίας υψηλών συχνοτήτων.

Παρότι έως τις αρχές του 2016 δεν είχε ακόμη αποδειχθεί η ύπαρξη τους, έχει έμμεσα δειχθεί η ύπαρξη βαρυτικής ακτινοβολίας από τον εκφυλισμό τροχιών διπλών αστρικών συστημάτων (π.χ. το πάλσαρ PSR B1913+16 από τους Ράσελ Άλαν Χαλς και Τζόσεφ Χούτον Τέιλορ).

Τον Φεβρουάριο του 2016 ανακοινώθηκε από τους επιστήμονες η επιτυχής παρατήρηση τους από το LIGO η οποία επιβεβαίωνε χωρίς αμφιβολίες την ύπαρξη τους, μια εξέλιξη η οποία χαιρετίστηκε ως η μεγαλύτερη ανακάλυψη του αιώνα καθώς:[1]

Επιτρέπουν την άμεση παρατήρηση της Μεγάλης Έκρηξης, κάτι που τα συμβατικά τηλεσκόπια τα οποία συλλέγουν ακτινοβολία φωτός αδυνατούσαν, καθώς μπορούν να παρατηρήσουν μόνο έως 400.000 έτη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη λόγω της μη επαρκούς διασποράς του φωτός.

Επιτρέπουν την παρατήρηση αντικειμένων στο σύμπαν τα οποία δεν εκπέμπουν φως όπως μαύρες τρύπες και σκοτεινή ύλη.

Παραπομπές: [1]

Άλμα πάνω↑ Radford, Tim (2016-02-11). «Gravitational waves: discovery hailed as breakthrough of the century» (στα en-GB). The Guardian. ISSN 0261-3077.

Από την Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια…

Σχόλια Facebook

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

εισάγετε το σχόλιό σας!
παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας εδώ

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.