Gravitacinės bangos: su kuo jos valgomos

Nors signalas užfiksuotas dar rugsėjį, iki pat dabar komanda jį analizavo, tikrino jo patikimumą ir t. t. Dabar rezultatai surašyti į straipsnį, kuris praėjo recenzavimo procesą ir šiandien buvo paskelbtas žurnale Physical Review Letters.

Kad suprastume atradimo reikšmę, reikia prisiminti, kad iki šiol visa informacija apie kosmosą mus pasiekė tik elektromagnetinių bangų pavidalu. Ar tai būtų radijo bangos, atsklindančios iš energingų dalelių sąveikų su magnetiniais laukais, ar regimieji žvaigždžių šviesos spinduliai, ar rentgeno spinduliuotė iš juodųjų skylių akrecinių diskų – visa tai yra elektromagnetinės bangos. Nepaisant to, skirtingi jų diapazonai – radijo, submilimetrinės, infraraudonosios, regimosios, ultravioletinės, rentgeno ir gama bangos – atskleidžia labai skirtingą kosmoso vaizdą, leidžia aptikti ir tyrinėti skirtingus procesus. Prieš paleidžiant pirmąjį kosminį teleskopą, buvo ginčijamasi dėl jo poreikio, nes „vis tiek juo bus matoma tas pats, kas iš Žemės, tik šiek tiek ryškiau“. Vėliau paaiškėjo, kad taip teigusieji labai klydo.

Gravitacinės bangos – fundamentaliai kitoks informacijos apie kosmosą gavimo būdas. Galėdami identifikuoti jų šaltinius, mes atveriame net ne naują langą į kosmosą, mes įgyjame naują observatoriją. Dar vieną panašią observatoriją mums duos neutrinų stebėjimai, kurių gaudymas pernai davė pirmuosius rezultatus. O šis gravitacinių bangų aptikimas mums jau atskleidė, kad…:

• … egzistuoja dvinarės juodosios bedugnės; anksčiau jų egzistavimas buvo prognozuojamas teoriškai, bet aptikti nepavyko, nes tokie objektai elektromagnetiškai nieko nespinduliuoja;
• … egzistuoja ~30 Saulės masių juodosios bedugnės; anksčiau išmatuotos juodųjų skylių masės neviršijo 15 Saulės masių (čia turiu omeny ne supermasyviąsias);
• … juodosios bedugnės susilieja, o šio proceso signalas puikiai atitinka bendrojo reliatyvumo teorijos prognozes.

Ir tai – tik pirmieji duomenys, gauti dar oficialiai neprasidėjus Advanced LIGO darbui. Tikimasi, kad tolesni stebėjimai atskleis dar ne vieną gravitacinių bangų šaltinį. Advanced LIGO detektoriai jautrūs bangoms, kurių dažnis siekia nuo kelių iki tūkstančio hercų (t. y. per sekundę pro mus pralekia nuo kelių iki tūkstančio bangų keterų). Tokias bangas turėtų skleisti kompaktiškos ekstremalios dvinarės, sudarytos iš juodųjų skylių ir neutroninių žvaigždžių, bei supernovų sprogimai. Truputį mažesnio dažnio gravitacines bangas, kurių periodai trunka nuo sekundžių iki valandų, tikimasi aptikti kosminiais interferometrais. Tokio interferometro projekto LISA (Laser Interferometer Space Array) pilotiniai detektoriai pernai išskrido į kosmosą. Dar ilgesnes gravitacines bangas tikimasi aptikti tik netiesiogiai – stebint pulsarų judėjimo pokyčius.

Antžeminių detektorių, tokių kaip LIGO, bus ir daugiau. LIGO konsorciumas šiuo metu derasi su kolegomis Indijoje, Europoje Prancūzija ir Italija bendradarbiauja Virgo konsorciume, savo detektorių stato ir Japonija. Šie detektoriai, dalindamiesi informacija, sukurs planetos dydžio gravitacinių bangų paieškos tinklą, kuris leis nustatyti ir šaltinių savybes, ir jų padėtis erdvėje. Mūsų laukia puikūs laikai ir daug naujovių.

Laiqualasse
konstanta.lt

* straipsnelis rašytas vakar, vasario 11 dieną, prieš paskelbiant gravitacinių bangų atradimą, kurį galite pažiūrėti: