Jest dowód na zmarszczki Wszechświata ^Wyróżniony

W 1916 r. Albert Einstein ogłosił ogólną teorię względności. Mówi ona, że siła grawitacji wynika z zakrzywienia czasoprzestrzeni wywołanego przez zniekształcającą ją masę. Zaś na samej czasoprzestrzeni z prędkością światła przemieszczają się zmarszczki. Są to właśnie słynne fale grawitacyjne, których faktycznego istnienia nikt nie mógł udowodnić przez następne 100 lat. Dopiero teraz naukowcy zdołali zarejestrować fale grawitacyjne w wyniku zlania się dwóch czarnych dziur?
Dlaczego tak długo czekaliśmy na potwierdzenie wyliczeń z 1916 roku? Teoretycznie wychwycenie fal grawitacyjnych powinno być trudnym zadaniem: im większa masa i szybszy ruch obiektów, tym zmarszczki bardziej zauważalne powinny być zmarszczki na przestrzeni. Największe fale grawitacyjne możnaby oczywiście zarejestrować przy największych kosmicznych kataklizmach: zderzenia gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy wybuchy supernowych. Okazało się jednak, że fale grawitacyjne to niezwykle subtelne zjawiska. Nawet te największe, bardziej będą przypominały lekkie muśnięcia piórkiem niż trzęsienie ziemi – wykryć je mogłyby detektory zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety...To wydaje się niemożliwe, zwłaszcza, że od czasu ogłoszenia Ogólnej Teorii Względności podjęto sporo nieudanych prób zarejestrowania fal grawitacyjnych
Jako pierwszy tego zadania podjął się, w latach 60 XX w., amerykański fizyk Jaseph Weber. Zbudował aluminiowe cylindry obłożone detektorami. Niestety, nie zostały wprawione w drgania. Dalsze próby „złapania" fal grawitacyjnych kończyły się nie powodzeniem, aż do 1974 r, gdy dwaj radioastronomowie z Uniwersytetu w Princeton - Joseph Taylor i Russel Hulse- obserwując krążące wokół siebie gwiazdy (PSR1913+16) stwierdzili, że układ powoli traci swoją energię, tak jak gdyby wysyłał właśnie fale grawitacyjne. Choć istnienia samych fal nie udowodnili, dostali za swoje obserwacja Nagrodę Nobla w 1883 r. Kolejne lata nie przyniosły znaczących zwrotów. Pierwszym dużym krokiem na przód było uruchomienie w 2002 r. w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory w skrócie LIGO czyli Laserowego Obserwatorium Interferometrycznego Fal Grawitacyjnych. Obserwatorium zostało wyposażone w detektory czyli ogromne interferometry laserowe. Instalacja ta z lotu ptaka wygląda jak wielka litera L - są to dwie rury o długości 4 km każda, stykające się końcami pod kątem prostym. Wewnątrz rur, o średnicy dwóch metrów, znajduje się druga ze stali nierdzewnej, która jest granicą między światem zewnętrznym a bardzo wysoką próżnią. Na skrzyżowaniu rur w tym samym momencie wysyłane są dwa rozdzielone wcześniej promienie lasera, które odbijają się od zwierciadeł zamieszczonych na końcach rur i wracają do „skrzyżowania" W ten sposób odbijane są setki razy. Jeśli wszystko jest normalnie, oba promienie pokonują identyczną drogę i znoszą się wzajemnie. Tymczasem fale grawitacyjne na chwilę zmieniają długość jednego z ramion interferometru o mniej niż o mniej niż jedną tysięczną część średnicy protonu. To jednak wystarczy, by fale światła z laserów na moment przesunęły się względem siebie i przestały wzajemnie znosić. Jednak by detektor wychwycił fale grawitacyjne, musi być odizolowany od innych czynników, które mogłyby zakłócić odczyt – w przypadku najmniejszego błędu tracimy szansę pomyślnej detekcji. Dlatego w detektorze panuje głęboka próżnia, a wszystkie elementy są bardzo dokładnie izolowane od wszelkich zakłóceń.
Po latach obserwacji naukowcy wreszcie mogli ogłosić swój pierwszy pewny sukces - we wrześniu 2015 r., dwa detektory LIGO znajdujące w stanie Waszyngton i w Luizjanie wykryły falę pochodzącą ze zderzenia dwóch czarnych dziur o masach 29 i 36 Mas Słońca. Do połączenia doszło około 1,3 miliarda lat temu. W jego wyniku około trzech mas Słońca zostało zamienionych właśnie na falę grawitacyjną. To było niosące najwięcej energii zjawisko, jakie kiedykolwiek udało się zarejestrować. Odkrycie potwierdził europejski projekt VIRGO, w którego prace zaangażowani są polscy naukowcy. Zarejestrowany sygnał fal grawitacyjnych otrzymał nazwę GW150914.
Jakie jest zastosowanie praktyczne fal grawitacyjnych? Dalsze i głębsze poznanie Wszechświata. Nasza dotychczasowa wiedza o kosmosie opiera się na obserwacjach fal elektromagnetycznych – światła widzialnego, ultrafioletu, podczerwieni, promieni gamma czy mikrofal. Natomiast obserwacja fal grawitacyjnych pozwala zajrzeć w nieznane dotychczas miejsca- np. w głąb czarnych dziur, wnętrz supernowych czy gwiazd neutronowych.