„Tai yra tas pats kaip Galilėjui, pirmą kartą teleskopą nukreipusiam į dangų,– svetainei space.com sakė tarptautinės mokslininkų komandos LIGO, patvirtinusios gravitacinių bangų egzistavimą, narys, Šiaurės vakarų Ilinojaus universiteto profesorius Vassiliki Kalogera. – Tu atmerki akis – šiuo atveju, ausis – naujo tipo signalams iš visatos, kurių anksčiau mūsų technologijos negebėjo pagauti. Mes galime juo tyrinėti ir iš jų mokytis.“
Viskas prasidėjo nuo Einšteino
Fizikas profesorius Kazimieras Pyragas tv3.lt papasakojo apie gravitacinių bangų tyrinėjimo istoriją. Mokslininkas sako, kad vokiečių fizikas Albertas Einšteinas pirmą kartą įvertino gravitacinių bangų srautus, kokią jie neša energiją, kokio stiprio šios bangos yra gamtoje.
„Einšteinas paėmė paprastą gravitacinių bangų detektoriaus modelį – 20 metrų ilgio, vieno metro skersmens metalinį strypą. Jis įvertino, kad, sukant strypą pagal jo ilgį – ne ten, kur praeina jo ašis, bet statmenai jam – dideliu dažniu, sukuriamas gravitacinių bangų energijos srautas lygus kosminiam dydžiui 10-22 ergų (energijos vienetas) per sekundę. Kada buvo gautas tokio mažumo nykstamasis dydis, tai domėjimasis šiuo fenomenu tuomet baigėsi, nes buvo aišku, kad jį aptikti gamtoje praktiškai neįmanoma – jis labai silpnas“, – kalbėjo K. Pyragas.
50-čiai metų tyrinėjimai šioje srityje buvo sustabdyti, o 1968-1970 profesorius Josephas Weberis (Joseph Weber) iš JAV nusprendė sukurti pirmąjį gravitacinių bangų detektorių. Jo idėja, pastebi mokslininkas, buvo paprasta – paimti pusantros tonos strypą iš gryno aliuminio, pakabinti jį ir izoliuoti, kad jo negalėtų veikti kiti faktoriai (seisminiai, temperatūrų svyravimo). Taip jis bandė matuoti gravitacines bangas, veikiančias šį strypą.
„Gravitacinės bangos pagal teoriją krentant ant detektoriaus jį truputį deformuoja. Tad J. Weberiui reikėjo išmokti matuoti strypo ilgį su labai dideliu tikslumu, kas ir buvo didelė problema. Šis ilgis gali būti matuojamas tik iki dydžio, kuris vadinamas Brauno triukšmais, kuris sudaro 10-15 centimetro, kas yra mažiau nei atomo branduolys. Jo eksperimento esmė buvo ta, kad, atėjus gravitaciniam signalui, ant Brauno triukšmų turime jį pastebėti, jeigu jis yra šiek tiek didesnis nei Brauno triukšmai.
Tad Weberis pakabino dvi antenas apytiksliai 1000 kilometrų atstumu ir tuo pačiu metu tuos signalus atrado. Profesorius paskelbė atradęs gravitacines bangas“, – pasakoja K. Pyragas.
Po šio eksperimento į gravitacines bangas buvo atkreiptas ypatingas dėmesys, buvo sudarytos naujos gravitacinės antenos: viena Maskvoje (Maskvos universitetas), kita Kijeve (Teorinės fizikos institutas). Tačiau tuomet, atlikus kruopščius matavimus, jokių gravitacinių bangų aptikta nebuvo. Tad vieni eksperimentai jas patvirtino, kiti paneigė, o pasaulio susidomėjimas gravitacinėmis bangomis augo.
Juodųjų skylių susidūrimas
2015 metais rugsėjo 14 dieną 09.54 val. vietos laiku dviejose antenose JAV buvo užfiksuotas signalas. Tarptautinė mokslininkų komanda iš LIGO observatorijos iki šių metų vasario 11-osios dirbo ir analizavo signalą, kad galėtų tvirtai pasakyti, jog tai yra gravitacinės bangos.
Tad dabar jau aišku, kad mokslininkai už daugiau nei milijardo šviesmečių nuo Žemės užfiksavo dviejų juodųjų skylių susidūrimą ir iš to kylančias gravitacijos bangas, Taip A. Einšteino gravitacinių bangų teorija po beveik šimtmečio buvo patvirtinta.
LIGO komandai, be kita ko, pavyko užfiksuoti ir juodųjų skylių susidūrimo garsus. LIGO mokslininkų teigimu, dabar atveriamas langą į platesnį Didžiojo sprogimo supratimą.
Kaip palies mus
Nors K. Pyragas sako, kad gravitacinės bangos yra labai silpnos, tad tikėtis iš jų naudos kasdienėje žmogaus veikloje yra sunku, tačiau jis neatmeta galimybės, kad jos visgi gali atnešti ir didžiulių pokyčių žmonijai, tiriant ją supantį pasaulį.
„Galiu pastebėti, kad tas pats buvo ir atradus elektromagnetines bangas: Heinrichas Hertzas sakė, kad tai tik įdomus fenomenas, bet vargu, ar bus kur nors pritaikytas, bet praėjo ne daugiau kaip 20 metų ir prasidėjo elektromagnetinių bangų taikymo bumas.
Gravitacinės bangos turės tikrai didelę reikšmę pažįstant mus supantį pasaulį, kosmosą. Gravitacinės bangos, kitaip nei elektromagnetinės bangos, kiaurai praeina per visą medžiagą, praeina visur. Jos ir juodą skylę gali praeiti, ir išeiti iš ten – tai yra visiškai naujas informacinis kanalas, tiriant kosminius reiškinius“, – kalbėjo profesorius.
Jis taip pat pažymėjo, kad užfiksuotas dviejų juodųjų skylių susidūrimas yra labai retas gamtos reiškinys, o pagal energetinį dydį yra antras po Didžiojo sprogimo.
„Nenorėčiau būti pranašu, bet vienintelis dalykas, ką galėčiau pasakyti, – tiriant įvairius reiškinius gamtoje, ypač kosmose, šis fenomenas bus panaudotas, o ką jis suras, sunku pasakyti“, – užbaigė K. Pyragas.
