Odkryto fale grawitacyjne – ostatni brakujący element teorii względności Einsteina

0

Po bozonie Higgsa odkryliśmy kolejny element, który dopełnia naszą wiedzę o fizyce. Udało się to naukowcom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. To fale grawitacyjne – zjawisko, które teoretycznie przewidział Albert Einstein w swojej ogólnej teorii względności ogłoszonej w 1916 roku. Wszystkie pozostałe fragmenty jego przewidywań znalazły już wcześniej potwierdzenie doświadczalne – fale grawitacyjne były ostatnie.

Są one gigantycznymi zmarszczkami na rzeczywistości, czyli na całej czasoprzestrzeni. Niezwykle trudno jest je wykryć – powodem tego jest m.in. sama ich natura. Jeśli taka zmarszczka przechodzi przez Ziemię, to odkształca na niej wszystko – również same przyrządy pomiarowe. W dodatku odchylenie jest bardzo niewielkie: dla obiektu o długości 400 kilometrów to zaledwie 10-19 metra. W dodatku by efekt był możliwy do zaobserwowania ciało wytwarzające fale grawitacyjne musi mieć ogromną masę i przyspieszenie. Takimi ciałami mogą być na przykład dwie wirujące wokół siebie czarne dziury, które zniekształcają czasoprzestrzeń.

Odkrycie fal grawitacyjnych jest nie tylko kolejnym potwierdzeniem ogólnej teorii względności, ale też niezwykłym spojrzeniem w najodleglejszą historię Wszechświata. Zaraz po Wielkim Wybuchu bardzo wiele rzeczy zdarzyło się w niezwykle krótkim czasie. Już w 10−35 sekundy od Wybuchu nastąpił etap inflacji – niezwykle gwałtownego rozszerzania się części ówczesnego Wszechświata, który doprowadził do powstania wszystkiego, co dziś nas otacza. Trwał gdzieś do 10−32 sekundy, a w tym czasie zwiększył swoją objętość mniej więcej 1050 razy.

I właśnie ten moment wywołał tak potężny wstrząs, że dziś nadal odczuwamy fale przez niego wywołane – właśnie fale grawitacyjne. Ich odkrycie potwierdza teorię pochodzącą z lat 70., która wyjaśnia, że nierównomierne rozłożenie materii we Wszechświecie (mamy przecież gwiazdy, galaktyki i nas samych) jest właśnie wynikiem tej gwałtownej inflacji, która zakłóciła wcześniejszą równowagę. Dlaczego jest ono tak ważne? Po pierwsze pokazuje nam, co działo się z Wszechświatem tuż po Wielkim Wybuchu, a po drugie potwierdza pośrednio istnienie grawitonów, hipotetycznych cząstek przenoszących oddziaływania grawitacyjne i otwiera nowe pole badań dotyczących grawitacji. Naukowcy odpowiedzialni za opisane w tym artykule odkrycie z pewnością będą walczyli o Nobla.

Druga grafika w tym artykule: zniekształcenia polaryzacji światła pochodzącego z pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu, które dowodzi istnienia fal grawitacyjnych. Rys. BICEP2 Collaboration

(Piotr Stanisławski, CrazyNauka)

Zniekształcenia polaryzacji światła pochodzącego z pierwszych chwil po wielkim wybuchu, które dowodzi istnienia fal grawitacyjnych. Rys. BICEP2 Collaboration

Share.

Comments are closed.