Gravitacijske valove doslej zaznali že štirikrat

Najprej je trajalo sto let, da smo jih prvikrat zaznali, odtlej pa se odkritja vrstijo kot po tekočem traku. Gravitacijske valove so v slabih dveh letih zaznali že štirikrat, znanstveniki pa verjamejo, da se bo s čedalje občutljivejšimi detektorji ta trend še stopnjeval. Najnovejši primer gravitacijskih valov je poleg ameriških detektorjev zaznal tudi interferometer Virgo v italijanski Pisi. O odkritju pišejo v Physics Review Letters.

Da bi lahko pri pospeševanju teles z ogromno maso nastali gravitacijski valovi, je Einstein matematično pokazal leta 1916. Sama zamisel v resnici ni nič kaj pretresljiva, saj tudi elektromagnetno valovanje proizvajamo z mahanjem z nabitimi delci. Z mahanjem z masivnimi telesi bi na enak način proizvedli gravitacijske valove, če se seveda gravitacija obnaša podobno kot elektromagnetna sila, torej da njeni delci prenašalci potujejo s svetlobno hitrostjo. Toda ker je gravitacijska sila izjemno šibka, se morajo za zaznavne gravitacijske valove premikati ogromna telesa. V ta namen so najprikladnejše črne luknje, ki se v vesolju tuintam združijo, pri čemer nastanejo močni gravitacijski valovi. Vsi štirje primeri odkritih gravitacijskih valov doslej imajo tak izvor.

Najnovejši primer so odkrili 14. avgusta letos, objavili pa so ga včeraj. Šlo je za zlitje črnih lukenj z masama 30 in 25 Sončevih mas, ki sta se dovolj približali, da sta se spojili. To odkritje je izjemnega pomena zato, ker so prvikrat istočasno gravitacijske valove zaznali še v tretjem interferometru. Dotlej sta namreč delovala le dva v okviru projekta LIGO, ki sta na razdalji 3000 kilometrov postavljena v zveznih državah Washington in Louisiana. V interferometrih so v več kilometrov dolgih evakuiranih tunelih, ki sta orientirana pravokotno drug na drugega, detektorji laserske svetlobe. Ta potuje po predoru in se na koncu od zrcala odbije, interferometer pa meri, ali se je dolžina predora zaradi gravitacijskih valov vmes spremenila. Pri tem merimo resnično majhne razdalje potrebujemo številne trike. Valovna dolžina laserske svetlobe mora nihati za manj kot 1:10²⁰, njegova moč je okrog 1 MW, merijo pa spremembe razdalje 10^-18 m! Če imamo več interferometrov na različnih lokacijah na Zemlji in signale vidimo v primernem časovnem razmaku, smo lahko prepričani, da pripadajo gravitacijskim valovom, ki so prešli Zemljo.

V Italiji so imeli precej sreče, saj je Virgo začel vnovič delovati vsega dva tedna pred svojo prvo zaznavo gravitacijskih valov. Hvaležni so jim tudi raziskovalci iz ZDA, saj gre za nedvoumno potrditev, da je LIGO meril in še meri pravilno. Gravitacijske valove so namreč v preteklosti poizkušali meriti tudi z meritvami polarizacije sevanja ozadja, a se je po vzpodbudnih rezultatih in preuranjenih napovedih naposled pokazalo, da jih niso odkrili. Šele leta 2016 je LIGO zaznal prve gravitacijske valove. Virgo mu sedaj pomaga natančneje določiti njihov položaj. Vir zadnjih gravitacijskih valov so s tremi detektorji lahko umestili na 60 kvadratnih stopinj velik del neba na južni polobli, kar je približno 10-krat manjše področje, kot bi ga bilo mogoče določiti zgolj z LIGO-m.