captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.
rys. nobleprize.org

Rys. nobleprize.org

Nagrodę Nobla 2017 z fizyki otrzymali Rainer Weiss, Barry C. Barish oraz Kip S. Thorne za odkrycie fal grawitacyjnych w detektorach LIGO/VIRGO

Nobel 2017 z fizyki został przyznany za wciąż gorące odkrycie – to jednak rzadkość. Odkrycie fal grawitacyjnych, choć jest efektem wielu dekad pracy, miało miejsce 14 września 2015 roku. Do Ziemi dotarł potężny wstrząs czasoprzestrzeni wywołany zderzeniem dwóch czarnych dziur, które miało miejsce 1,3 mld lat świetlnych od nas.

Czekaliśmy na to 100 lat. W 1916 roku Albert Einstein ogłosił ogólną teorię względności, której istotą było twierdzenie, że siła grawitacji wynika z zakrzywienia czasoprzestrzeni wywołanego przez zniekształcającą ją masę. Z obliczeń związanych z teorią Einsteina wynikało, że na samej czasoprzestrzeni pewne zjawiska mogą wywoływać zmarszczki przemieszczające się z prędkością światła. To właśnie fale grawitacyjne.

Zaobserwowano je dzięki współpracy dwóch projektów – amerykańskiego LIGO i europejskiego VIRGO. Oba dysponują detektorami czyli ogromnymi interferometrami laserowymi. To urządzenia, które na odcinku kilku kilometrów (LIGO – 4, Virgo – 3) setki razy odbijają promienie lasera. Dwa rozdzielone wcześniej promienie lasera spotkają się w jednym punkcie. Jeśli wszystko jest normalnie, to oba promienie znoszą się wzajemnie i nic nie trafia do detektora.

Fale grawitacyjne, te pędzące zmarszczki czasoprzestrzeni, ma moment zmieniają długość jednego z ramion interferometru o zaledwie jedną miliardową jednej miliardowej metra. To jednak wystarczy, by fale światła z laserów na moment przesunęły się względem siebie i przestały wzajemnie znosić. Promień światła trafia na detektor, a my wiemy, że drgnęła osnowa rzeczywistości. Jednak by detektor wychwycił fale grawitacyjne, musi być odizolowany od innych czynników, które mogłyby zakłócić odczyt – choćby drgań gruntu wywołanych przez jadący gdzieś samochód czy nawet wiejący wiatr. Dlatego cała konstrukcja detektora zrobiona jest z niewiarygodną precyzją, panuje tam głęboka próżnia, a wszystkie elementy są bardzo dokładnie izolowane od wszelkich zakłóceń.

Trzy Słońca energii

Sygnał, który dotarł z galaktyki odległej o 1,3 mld lat świetlnych powstał, gdy połączyły się ze sobą dwie czarne dziury, jedna o masie 29, a druga 36 mas Słońca. Utworzyły razem większą czarną dziurę, która miałaby masę 65 Słońc. Miałaby, gdyby nie to, że podczas połączenie masa równa trzem masom Słońca zamieniła się w energię w postaci fal grawitacyjnych.

3 masy Słońca to bardzo, bardzo dużo. Jak dużo można się przekonać sięgając po najbardziej znany wzór świata: E=mc2. E to energia, m to masa (3 x Słońce czyli 3 x 1,98855×1030 kg), c to prędkość światła (300 000 000 m/s). Wychodzi… dużo. To niosące najwięcej energii zjawisko, jakie udało się kiedykolwiek zarejestrować. Co więcej w chwili, gdy czarne dziury się połączyły, wyemitowały więcej energii, niż cały pozostały Wszechświat. To tak dużo, że nawet po przebyciu miliarda lat świetlnych fala była na tyle silna, że zdołała się wyróżnić z szumu i… wywalczyć nagrodę Nobla.

Choć fal grawitacyjnych nie da się usłyszeć, to badacze przetworzyli je na dźwięk, który dobrze pokazuje, jak to się dzieje. Zwróćcie uwagę na końcowe wznoszące się piknięcie – moment przed zlaniem się czarnych dziur:

Noblistów jest trzech, ale podział nagrody nie jest równy. Połowę z 9 mln koron szwedzkich otrzyma Rainer Weiss, drugą połowę podzielą między siebie Kip S. Thorne i Barry C. Barish.

rys. nobleprize.org

rys. nobleprize.org

 

Tu szczegółowo opisywaliśmy to odkrycie, w którym swój udział mieli Polacy – pisaliśmy wówczas, że to odkrycie na miarę Noble. No i proszę!

 

Przeczytaj też o wczorajszym Noblu z medycyny i fizjologii

Nobel 2017 z fizyki za odkrycie fal grawitacyjnych
4.8 (96.67%) 6 głosów

  • Czemu wobec tego nie przyznano nagrody rok temu, tylko dopiero teraz?

  • Karol Darwin

    Być może zadecydowało o tym przetworzenie tych fal magnetycznych na dźwięk? Sam się zastanawiam…

Nie ma więcej wpisów