Wystrzeliliśmy w kosmos kostki metalu, będziemy szukać zmarszczek w czasoprzestrzeni
Europejska Agencja Kosmiczna właśnie wystrzeliła rakietę przewożącą dwa bloki złota i platyny, by następnie obserwować je w stanie nieważkości. Bez sensu? Europejski podatnik zapłacił za to prawie pół miliarda dolarów. Rezultaty tego eksperymentu są jednak bardzo ważne dla inżynierów z ESA.
Wystrzelić złoto i platynę w kosmos, zapłacić za to 450 mln dolarów i obserwować jego zachowanie w stanie nieważkości. Głupota? W żadnym razie. To dopiero wstęp do znacznie ambitniejszej misji, której celem jest wykrycie fal grawitacyjnych, a więc zmarszczek w czasoprzestrzeni wywołanych przez czarne dziury i inne ciała niebieskie o astronomicznej, nomen omen, masie.
Fale grawitacyjne zostały odkryte, a raczej przewidziane za pomocą obliczeń, przez Alberta Einsteina. Nigdy jednak nie zdołaliśmy ich wykryć. Europejska Agencja Kosmiczna zamierza jednak w końcu dać naukowcom namacalne dowody i materiały do badań. Misja zaplanowana jest na 2034 rok, a wystrzelone właśnie złote i platynowe sześciany są dla niej kluczowe.
Naukowcy chcą bowiem zbadać, czy te konstrukcje mogą stanowić dostateczną osłonę przed czynnikami zewnętrznymi, by te nie wpłynęły na pomiar owych fal, który by się powiódł, musi być niesłychanie precyzyjny. Całe przedsięwzięcie, dla tych co z wyszukiwarki internetowej chcą się dowiedzieć więcej, to misja o nazwie LISA Pathfinder.
Na razie wszystko idzie zgodnie z planem
A misja przebiega bez zakłóceń. Ładunek osiągnie wysokość 1,5 mln kilometrów w połowie stycznia. To miejsce, w którym siły grawitacyjne Ziemi i Słońca będą dla niego równoważne. Wtedy złote i platynowe sześciany (materiały dobrano z uwagi na ich brak wrażliwości na pola magnetyczne) zostaną wprowadzone do większego kontenera, który będzie je chronił przed kosmicznymi cząsteczkami i innymi zakłóceniami, które mogą wpłynąć na pomiar dokonywany przez bardzo precyzyjny laser. Ten jest w stanie wykryć ruch na odległość 10-12 metrów.
Największym wyzwaniem dla naukowców okazuje się… światło słoneczne, które oddziałuje na sondę i ja przesuwa. By móc sobie poradzić z tym problemem, ESA otrzymała od NASA specjalne silniki, które są zdolne do dokonywania mikrokorekt i zapobieżenia kolizjom między metalowymi sześcianami.
Po eksperymencie LISA Pathfinder rozpocznie się misja nazwana tymczasowo LISA. Wezmą w niej udział trzy oddalone od siebie o pięć milionów kilometrów satelity, które będą właściwym instrumentem badawczym mającym wykryć fale grawitacyjne.
Skąd te zmarszczki?
Źródłami fal grawitacyjnych mogą być układy podwójne gwiazd zawierające gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Zlewające się ze sobą pary takich gwiazd, w tym pary supermasywnych czarnych dziur, są prawdopodobnie powiązane z niektórymi krótkotrwałymi błyskami gamma. Brane są również pod uwagę pary „mieszane”, czyli takie, w których stosunek mas jest bardzo duży: masywna czarna dziura w centrum galaktyki może pochwycić gwiazdę lub czarną dziurę o masie gwiazdowej.
Innym źródłem fal grawitacyjnych może być dynamiczna ekspansja młodego wszechświata. Powstałe w ten sposób tło zawierałoby fale, których długość zostałaby rozciągnięta aż do naszego obecnego horyzontu kosmicznego.
