Látjuk és halljuk is az univerzumot

A két fekete lyuk egyesülésekor 0,2 másodperc alatt felfoghatatlan energia szabadult föl (Fotó: Reuters - Caltech - MIT - Ligo Laboratory)

Közzétették tegnap az univerzum szívverését, miután csütörtök délután egy nemzetközi fizikuscsoport bejelentette, hogy közvetlen bizonyítékot találtak az Albert Einstein által megjósolt gravitációs hullámok létezésére. Mint arról tegnap beszámoltunk, a fizikusok régóta sejtették a gravitációs hullámok létezését, de most közvetlen bizonyítékot is találtak. A hangfájl azt mutatja meg, ahogy a téridő egyik hulláma áthaladt az amerikai észlelőhelyen, az úgynevezett LIGO-n.

Ez utóbbi szóösszetétel az Egyesült Államokban felépült Laser Inter­ferometer Gravitational-Wave Ob­ser­va­toryt takarja, amelynek egyik de­tek­tora a louisianai Livingstonba került, a másik pedig tőle háromezer kilométerre, a washingtoni Hanfordba. Ezeknek sikerült 2015 szeptemberében egyszerre észlelniük a hullámokat. Az óriási távolság nem véletlen, a szakemberek ugyanis így akarták kizárni a vakriasztásokat.

A LIGO szerkezete igen tekintélyes méretű, hiszen interferométere egy-egy négy kilométer hosszú, L alakban kivitelezett vákuumcső, amelyben egymásnak irányítanak két, majdnem tíz centiméter átmérőjű lézersugarat. A méréshez azért a lézer a legjobb eszköz, mert a gravitációs hullámoknál nyúlik a téridő, így hagyományos készülékekkel nem tudnánk lemérni a különbséget. A fény viszont mindig állandó sebességgel halad, ezért ha megnyúlik a tér, hosszabb idő kell neki, hogy ugyanoda elérjen. A vákuumcső két végén egy-egy tükör van, de a lézerek úgy lettek beállítva, hogy azokról visszaverődve a sugarak pont kioltják egymást, és nem érnek el egy fényérzékeny szenzorig. Ha bármelyik sugár akár csak egy kicsit is elmozdul, a sugarat felépítő fotonok becsapódnak a szenzorba, és ez már észlelhető.

A gravitációs hullámok olyan információkat hordoznak a forrásaikról és a gravitáció természetéről, amikhez másként nem juthatunk hozzá. A 2015. szeptember 14-én, magyar idő szerint délelőtt 10:51 perckor felfogott hullámok a fizikusok következtetése szerint két, a Földtől 1,3 milliárd fényévnyire lévő két fekete lyuk összeolvadásának utolsó tizedmásodperceiben keletkeztek, amikor azok egy még nagyobb tömegű, forgó fekete lyukká egyesültek. Két objektum ilyen, elméletileg lehetséges ütközését mosta­náig még sohasem figyelték meg. A LIGO Scientific Collaboration nemzetközi kutatói együttműködésnek 2007 óta tagja az ELTE és a debreceni ATOMKI együttműködéséből létrehozott Eötvös Gravity Research Group.

A Mátra vidékét is vizsgálták a szakértők

A következő, harmadik generációs észlelőállomás felépítésére több helyszínt vizsgáltak meg, ezek egyike Magyarországon, a Mátrában van – hangoztatta lapunknak Vasúth Mátyás, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont csoportvezetője. A szakember elmondta, a szerkezet egy tíz kilométeres, egyenlő oldalú háromszög, amelyet a föld alá telepítenek. Szavaiból kiderült, Európában is létezik egy, az amerikaihoz hasonló, VIRGO névre hallgató berendezés, de az kisebb, mert az L betűk szára „csak” három kilométeres, míg Hannoverben egy hatszáz méteres prototípus dolgozik. Az új óriáskészülékről legkorábban hat-hét esztendő múlva születhet döntés.

Nature: A pletykák beigazolódtak

„Ez egy tudományos holdra szállás, és mi megcsináltuk: a Holdon landoltunk” – monda David Reitze, a LIGO Laboratórium ügyvezető igazgatója. „Ami igazán izgalmas, az az, ami ezután következik. Négyszáz évvel ezelőtt Galilei távcsővel vizsgálta az eget, és megnyitotta a modern csillagászat korszakát. Úgy vélem, mi hasonlóan fontos dolgot végzünk ma. Ablakot nyitunk a világegyetemre, a gravitációs hullámok csillagászatára” – tette hozzá a kutató.

The Guardian: Mérőrendszerek a megértés külső határain

A gravitációs hullámok felfedezése a világmindenség legnagyobb kérdéseit segíthet megválaszolni. A Nagy Tudomány – csupa nagybetűvel – kitermelése hatalmas összegeket von el naiv politikusoktól anélkül, hogy fogalmuk lenne a kutatások ár-érték arányáról. Most tudásunk messze túlnyúlik a vizuális univerzum határain: mérőrendszereket telepíthetünk a megértés külső határain.

2 perces interjú: Frei Zsolt csoportvezető, Eötvös Gravity Research Group LSC tagcsoport

– Átszivároghat valaha a mindennapokba ennek a felfedezésnek a haszna?

– Egy anekdotával lehet erre a kérdésre felelni. Amikor Michael Faradayt megkérdezte a brit pénzügyminiszter, mi haszna a találmányainak, a feltaláló azt válaszolta, azt konkrétan minden esetben ő sem tudja, de abban száz százalékig bizonyos, hogy hamarosan adót lehet utánuk szedni. Ennek fényében a távoli jövőben egyszer jó eséllyel aprópénzre lehet majd váltani a gravitációs hullámok felfedezését, de itt és most ennél messze-messze többről, jelentősebbről van szó. Egyszerűen fogalmazva: olyan ablakot nyitottunk az univerzumra, amit eddig nem ismertünk.

– A LIGO-ra milliárdokat költöttek – dollárban. Ez olvasható úgy is, hogy egy olyan kis országnak, mint mi, esélye sincs effélét felhúzni?

– Nem feltétlenül a pénz számít.

– Ezt miként értsük?

– Saját magunk természetesen nem tudnánk ilyen berendezést kivitelezni, de nemzetközi együttműködésben már megvalósítható – akár itt is.

– Miért hoznának például hozzánk egy ekkora projektet?

– A méréseket csak rendkívül békés körülmények között lehet kivitelezni – s ebbe beletartozik a szeizmoló­giai nyugalom is. Magyarország ebből a szempontból jó helyen fekszik. De akkor sem járnánk rosszul, ha Európában valósulna meg a LIGO újabb eleme. Persze ezek itt és most mind csak elmélkedések.

– Meddig „hegyezhető” az amerikai észlelőállomások technikája?

– Szerintem ebben még rengeteg lehetőség rejlik. Jobb tükrök és precízebb lézer, vákuum sokat lendíthetnek a kutatásokon. A tükrök most négy ingára vannak függesztve, így tízes nagyságrendben csökkennek le a külső hatások. Minél jobban tudjuk izolálni a készüléket, annál pontosabb eredményeket kaphatunk. A készülék teljes potenciálon két-három év múlva dolgozhat, de addig is számos újdonsággal szolgálhat.