Teoria lui Einstein confirmată de experimentul LIGO

Articol de , 12 februarie 2016, 08:59

Undele gravitaționale, concept lansat de Albert Einstein în 1916 în celebra sa Teorie a Relativității Generale, și despre care nu existau până în prezent decât dovezi indirecte, au fost observate pentru prima oară direct de către oamenii de știință din cadrul experimentului LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

David Reitze, directorul executiv al Laboratorului LIGO Caltech, a anunțat că au fost detectate undele gravitaționale generate de două găuri negre — două obiecte cosmice extraordinar de dense, a căror existență a fost, de asemenea, prevăzută de Einstein — care au intrat pe orbită una în jurul celeilalte și apoi s-au ciocnit, eveniment care a desemnat nașterea unei găuri negre mai masive. Cele două găuri negre aveau, fiecare, echivalentul a aproximativ 30 de mase solare și erau localizate la 1,3 miliarde de ani lumină.

Undele gravitaționale sunt fluctuații în curbura spațiu-timp care se propagă ca niște unde, cu viteza luminii.

Experimentului LIGO s-a desfășurat în două locații simultan, în statele americane Louisiana și Washington, pentru a elimina eventualele erori de măsurare și pentru ca rezultatele obținute să poată fi verificate.

Anunțul a fost făcut la Washington DC de cercetători de la Institutul Tehnologic din California (Caltech), Institutul Tehnologic din Massachusetts (MIT) și din cadrul LIGO Scientific Collaboration.

LIGO caută undele gravitaționale urmărind modul în care acestea afectează textura spațiu-timp: atunci când trece o astfel de undă, ea întinde spațiul într-o direcție și îl strânge în alta, pe direcție perpendiculară.

LIGO folosește interferometre pentru a detecta aceste mici fluctuații în spațiu-timp. Un astfel de dispozitiv desparte în două o singură rază laser și trimite ambele raze rezultate în direcții diferite, perpendiculare însă una pe cealaltă (formând un “L”).

Cele două raze rezultate străbat distanțe egale în cadrul experimentului, se lovesc de niște oglinzi și se întorc spre sursă. Dacă acest sistem experimental nu este perturbat de factori externi (în acest caz de undele gravitaționale), ele sunt perfect aliniate la revenire. Însă intersectarea cu o undă gravitațională poate modifica distanța străbătută de laser, pe fiecare dintre cele două brațe aflate în unghi drept.

La fel ca și lumina, gravitația se propagă prin spațiu sub formă de unde, însă nu este o radiație. În cazul gravitației, spațiul însuși este distorsionat, fiind întins și strâns de undele gravitaționale. Detectarea undelor gravitaționale a necesitat măsurarea razelor laser proiectate pe o distanță de 4 kilometri cu o precizie de ordinul a 1/10.000 din diametrul unui proton. Aceste măsurători s-au desfășurat simultan la cele două centre ale experimentului LIGO din Louisiana și Washington.

După detectarea semnalului undelor gravitaționale, oamenii de știință au transformat acest semnal în unde radio și au putut asculta sunetul produs de ciocnirea a două găuri negre.

Prima observație a undelor gravitaționale în cadrul acestui experiment a avut loc la 14 septembrie 2015.

Descoperirea care confirmă existența undelor gravitaționale deschide o nouă cale de a observa Universul. Spre exemplu, undele gravitaționale generate de explozia primordială, Big Bang, vor oferi noi informații despre modul de formare a Universului. Astfel de unde, extraordinar de puternice, se formează și atunci când explodează stele în stadiul de supernove sau atunci când pulsează stele neutronice extraordinar de masive. Detectarea acestor unde poate oferi noi informații despre obiectele și evenimentele cosmice care le produc.

Dovezile concrete ale existenței undelor gravitaționale deschid o nouă eră pentru discipline precum fizica sau astronomia