Nagroda Nobla z fizyki dla naukowców, dzięki którym zarejestrowano fale grawitacyjne
Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymają naukowcy, którzy pracowali nad wykryciem fal grawitacyjnych.
Rainer Weiss, Barry C. Barish i Kip S. Thorne zostali laureatami Nagrody Nobla z fizyki. To uhonorowanie ich pracy nad falami grawitacyjnymi, której efektem jest wykrycie tych ostatnich. Nagrodzeni naukowcy mieli według Królewskiej Akademii Nauk "decydujący wkład w detektor LIGO i obserwację fal grawitacyjnych". Badacze podzielą się nagrodą pieniężną. Rainer Weiss otrzyma jej 50 proc., a dwaj pozostali laureaci podzielą się drugą połową.
Czym są fale grawitacyjne?
Fale grawitacyjne po raz pierwszy zaobserwowano 14 września 2015 r., ale przewidział je Albert Einstein w 1916 r. Ostateczny matematyczny dowód ich istnienia sformułowała Francuzka, Yvonne Choquet-Bruhat w 1951 r. Eksperymentalne potwierdzenie teorii nastąpiło całe dziesięciolecia później.
Ich detekcji dokonał instrument LIGO, czyli Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory. Słowo instrument jest tu trochę nie na miejscu, bo mamy do czynienia z dwiema parami czterokilometrowych rur zetkniętych pod kątem prostym i usytuowanych w odległości 3 tys. kilometrów. Znajdują się odpowiednio w Livingstone w stanie Luizjana i Hanford w stanie Waszyngton.
Fale grawitacyjne to przedziwne zjawisko. Ich ośrodkiem jest bowiem czasoprzestrzeń. To ten "twór" teorii Einsteina, który zniszczył ostatecznie nasze wyobrażenia o absolutnym czasie i przestrzeni.
Źródłem fal grawitacyjnych zarejestrowanych po raz pierwszy w historii były dwie czarne dziury znajdujące się w odległości 1,3 mld lat świetlnych od Ziemi. Miały ono odpowiednio 36 i 29 mas Słońca i poruszały się wokół siebie, by ostatecznie zewrzeć się w ucisku. W jego wyniku powstała czarna dziura o masie 62 mas Słońca. Christophe Galfard w swojej książce "Wszechświat w twojej dłoni" posługuje się niezwykle sugestywnym porównaniem. Pisze on, że podczas kolizji czarnych dziur powstała energia 50 razy większa od energii wszystkich gwiazd w obserwowalnym wszechświecie.
W grudniu 2015 r. detektor LIGO po raz drugi zarejestrował fale grawitacyjne. Tym razem ich źródłem były czarne dziury o masie 8 i 14 mas Słońca. Hattricka detektor zaliczył w styczniu 2017 r. Zdarzenie miało miejsce w odległości 3 mld lat świetlnych jego efektem była czarna dziura o masie 49 mas Słońca. Mechanizm w uproszeniu prezentuje animacja.
Detekcja fal grawitacyjnych to wielki triumf nauki, ale również ogromy sukces fizyki teoretycznej. Jak w kilku innych przypadkach na eksperymentalne potwierdzenie zjawisk przewidzianych teoretycznie, musieliśmy czekać długie lata.
