Undele gravitaționale - descoperirea anului 2016

A trecut un sfert din 2016 și cel mai important eveniment științific rămâne, în opinia mea, descoperirea undelor gravitaționale. Probabil va rămâne cea mai importantă descoperire a anului. Dar ce sunt aceste unde și la ce ne ajută ele? Mai jos o să încerc să dau câteva răspunsuri pe înțelesul tuturor.

Legenda spune că Newton medita sub un copac când un măr s-a desprins de pe creanga lui și i-a căzut în cap. Astfel fizicianul a ajuns să se preocupe și mai târziu să formuleze legile gravitației. Dar nici măcar lui nu-i venea să creadă, după cum urma să aflăm dintr-o scrisoare de-a lui adresată lui Leibniz, că între două obiecte îndepărtate poate să există o oarecare forță de atracție. Gravitația a rămas un mister până în anul 1916, când un tânăr fizician, pe nume Albert Einstein, a pus-o într-o cu totul altă perspectivă.



Conform lui Einstein, care pe atunci avea 20 de ani, spațiul și timpul sunt inefabil unite, formând ceea ce el a numit continuumul spațio-temporal, care adaugă universului nostru o a patra dimensiune. Această dimensiune este ca un fel de țesătură invizibilă ce susține toată materia. Ne-o putem imagina ca pe o bucată de pânză întinsă sau ca pe suprafața unui lac. La fel cum, atunci când punem o bilă de fier pe pânză, aceasta se va afunda puțin, orice planetă creează un fel de curbură sau de adâncitură în țesătura spațiu-timp. Forța de gravitație nu este altceva decât tendința naturală a unei alte planete de a coborî pe „panta” creată de corpul ceresc mai mare sau mai „greu” (de fapt, cu masa mai mare).

Undele gravitaționale apar în analogia cu lacul: dacă luăm un băț, îl coborâm cu vârful în apă și facem mai multe cercuri cu el, mișcarea va duce la propagarea unor unde concentrice repetate în apa lacului. Similar, corpurile cerești cu masă mare aflate în mișcare produc mici unde sau vălurele în continuumul spațio-temporal, care sunt tocmai undele gravitaționale. Teoretizate, cum menționam, de Einstein în 1916. Unde care, spre deosebire de cele electromagnetice sau de lumină/fotoni, nu sunt obstrucționate de materia pe care o întâlnesc în cale, ci se propagă mai departe nestingherite, căci ele țin de însăși urzeala pe care se află suspendată materia.

unde gravitationale

De la teorie la practică însă e cale lungă. Problema detecției acestor unde, care ne fac și pe noi să ne contractăm și dilatăm în mod repetat, împreună cu Pământul și orice alt corp fizic, este că sunt infim de mici pentru a putea fi măsurate cu aparatura actuală. Până anul acesta, când un colectiv de peste o mie de cercetători a reușit pentru prima dată să le confirme prezența. Ei au folosit două dispozitive în formă de L, cu brațele perpendiculare de 4 km fiecare, unul amplasat în Washington și celălalt în Louisiana. Al doilea dispozitiv a fost necesar pentru a evita eventualele erori (o confirmare suplimentară).

Prin brațele acestor dispozitive s-au trimis niște fascicule laser care au fost mai întâi separate de un splitter, apoi reflectate în mod repetat de niște oglinzi și în final trimise înapoi, s-au reunit la nivelul aceluiași splitter și au ajuns la sursă. Dacă distanța parcursă de fascicole în cele două brațe ar fi fost egală, atunci la întâlnirea lor pe retur, undele lor s-ar fi aflat într-o anumită fază și s-ar fi anulat reciproc. Altfel, ar fi existat o mică defazare de undă și o parte din energie ar fi fost deviată pe o altă direcție. Și exact așa s-a petrecut.

detectorul LIGO din Washington

Acum 1,3 miliarde de ani, două găuri negre având fiecare aproximativ de 30 de ori masa Soarelui s-au rotit una în jurul alteia cu viteze din ce în ce mai mari, până la jumătate din viteza luminii, când s-au ciocnit și au fuzionat. Evenimentul a produs un adevărat „cutremur” în țesătura spațiu-timp, iar undele lor au ajuns, astăzi, pe o îndepărtată planetă albastră, unde un aparat ultra-sensibil și sofisticat, perfecționat timp de câțiva ani, a reușit să le detecteze atât în Washington cât și în Louisiana. De ce? Pentru că aceste unde au contractat / dilatat unul dintre brațe, dar nu și pe celălalt, care se afla perpendicular pe el, și deci distanța parcursă de fasciculele laser în cele două brațe nu a mai fost egală. Cât de mare credeți că a fost contracția? O valoare foarte foarte foarte mică comparativ cu mărimea unui atom.

Acum că aceste unde au fost descoperite, în fața noastră se deschide o nouă modalitate de a explora Universul, de a afla informații despre el. Pentru că, după cum ziceam, lumina și radiația electromagnetică care ne parvine de la distanțe mari este viciată sau chiar oprită de obstacolele pe care le întâlnește în cale, pe când studiul undelor gravitaționale ne poate face să aflăm informații „la prima mână” despre teoretic orice punct din Univers, și nu doar din universul vizibil. Desigur, deocamdată de abia am detectat o mică vibrație din acest dans cosmic, și încă nu știm ce să facem cu ea. Dar nici cel care a descoperit electronul nu a știut la vremea respectivă ce să facă cu el. Iar azi toată tehnologia actuală se bazează pe electricitate.

Viitorul, îndrăznesc să sper - și de data asta nu sunt singur -, sună bune.

2 comentarii

Raluca la 10 mai 2016, 13:03

Stiu ca acel 'experiment' era doar un exemplu pentru a-i face pe cei prezenti, dar si pe cei ce urmaresc videoclipul, sa inteleaga mai bine cum e cu atractia. Ideea e ca acele corpuri nu sunt neaparat atrase de cel din jumate, ci doar ajung in acel punct din cauza formei pe care o are panza(logic si vizibil, nu? stiu ca si ce am zis eu este banal).
Totusi, asa cum zici si tu, viitorul chiar suna bine in acest ritm.

Ethos la 10 mai 2016, 18:11

Da, cel puțin asta e teoria lui Einstein, că gravitația nu există per se, fiind în realitate determinată de forma pe care o are spațiul, dar un spațiu cu mai mult de trei dimensiuni. Pânza este o analogie pentru acest spațiu.

Viitorul sună bine, să vedem cum o să decurgă el. Până acum, teoriile lui Einstein au fost confirmate și răsconfirmate, una după alta.

Pentru afișarea avatarului, utilizați un cont Google. Nu faceți reclamă: comentariile cu linkuri spre magazine online (inclusiv pe nick) vor fi marcate cu spam. Lucru pe care probabil nu-l doriți, dacă ne gândim că blogul de față e găzduit de Google.

Comentarii

ZeList

Arhivă