Τα βαρυτικά κύματα συμβάλουν στην κατανόηση του σύμπαντος

Σημειώνεται ότι η ανακάλυψη αυτή έδωσε το Νόμπελ Φυσικής σε τρεις Αμερικανούς επιστήμονες. Τα βαρυτικά κύματα, που είχαν προβλεφθεί από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν πριν από ένα αιώνα, επιβεβαιώθηκαν πρόσφατα. Πρόκειται για κυματισμούς της καμπυλότητας του χωροχρονικού συνεχούς που διαδίδονται ως κύματα από την πηγή προς το απώτερο σύμπαν. Μεταφέρουν ενέργεια υπό την μορφή βαρυτικής ακτινοβολίας.

Με την ευκαιρία αυτή, το ΚΥΠΕ συνομίλησε με τον κ. Τσαγγαρίδη, ο οποίος αναφέρθηκε στη σημασία της ανακάλυψης αυτής.

Όπως είπε, είναι διπλή η σημασία της ανακάλυψης των βαρυτικών κυμάτων. Πρώτον, ανέφερε, έχουμε επιβεβαιώσει ότι δεν ισχύει η βαρύτητα όπως την είχε φανταστεί ο Νεύτωνας και δεύτερον, η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους ορίζοντες στην παρατήρηση του σύμπαντος, το οποίο πλέον μπορούμε να το `αισθανόμαστε` μέσω των βαρυτικών κυμάτων. 

Ερωτηθείς τι να αναμένουμε μετά την ανακάλυψη αυτή, είπε ότι θα εδραιωθεί ο τομέας της αστρονομίας των βαρυτικών κυμάτων  και θα γίνονται όλο και πιο πολλές και σε βάθος ανακαλύψεις. 

Το φετινό βραβείο απονεμήθηκε κατά το ήμισυ στον Rainer  Weiss και από κοινού στους Barry C. Barish και Kip S. Thorne,
για την έρευνα και τη συνεισφορά τους στη βελτίωση του LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) και τις μετρήσεις βαρυτικών κυμάτων. Όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν διατύπωσε τη θεωρία της σχετικότητας είχε αναφερθεί στα βαρυτικά κύματα, ωστόσο οι επιστήμονες απέκτησαν χειροπιαστές αποδείξεις για την ύπαρξη τους μόνο μετά τη δημιουργία του ανιχνευτή LIGO. Tα βαρυτικά κύματα που ανίχνευσαν οι επιστήμονες προήλθαν από τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών, σε απόσταση περίπου 1.3 δισεκατομμύρια ετών φωτός μακριά. 

Ο κ. Τσαγγαρίδης είπε ότι η Γενική Θεωρεία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν αντιμετωπίζει τη βαρύτητα σαν το φαινόμενο που υφίσταται λόγω του ότι η παρουσία της μάζας (δηλ. της ύλης) στρεβλώνει το χωρόχρονο προκαλώντας τον να «καμπυλώνει» προς αυτή σε μια τέταρτη διάσταση του χώρου (curvature of spacetime).

Σώματα, πρόσθεσε, που εισέρχονται στο χώρο που υπάρχει κύρτωση ακολουθούν πορείες που τα κατευθύνουν γύρω από τη μάζα που ευθύνεται για το φαινόμενο (ανάλογα με την κίνηση που εκτελούσαν πριν εισέλθουν στο πεδίο της κύρτωσης), κάτι που εμείς αναγνωρίζουμε ως το φαινόμενο της βαρύτητας.

Εξήγησε ότι όλες οι μάζες προκαλούν αυτό το φαινόμενο, αλλά όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα, τόσο πιο «απότομη» είναι η καμπυλότητα που προκαλεί κι επομένως τόσο πιο μεγάλος ο χώρος και η ένταση του φαινομένου της βαρύτητάς της.

"Αυτό το φαινόμενο δεν μπορεί να εξηγηθεί με την κλασσική βαρυτική θεωρεία του Νεύτωνα` είπε.
 
Ο κ. Τσαγγαρίδης ανέφερε ότι αν μια μάζα κινείται τότε αλλάζει το κέντρο και το σχήμα της καμπύλωσης του χωροχρόνου. Αν δε η μάζα υποχρεωθεί να επιταχυνθεί με τρόπο που ταυτόχρονα να αλλάζει μη συμμετρικά την επιτάχυνσή της, τότε διαταράσσει την καμπυλότητα του χωροχρόνου και οι εν λόγω διαταραχές εκπέμπονται ως διαμήκη κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός. Αυτές οι εκπομπές είναι τα βαρυτικά κύματα.
 
Όπως είπε, στις περισσότερες περιπτώσεις τα βαρυτικά κύματα είναι ασθενή και η έντασή τους μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή τους.

`Άρα ελάχιστα φαινόμενα μπορούν να εκπέμψουν βαρυτικά κύματα αρκετά ψηλής έντασης που να είναι παρατηρήσιμα από μεγάλες αποστάσεις. Συνήθως χρειάζονται σώματα με τεράστιες μάζες που διαδρούν μεταξύ τους, όπως (τουλάχιστον) δυαδικά συστήματα που αποτελούνται από λευκούς νάνους, άστρα νετρονίων και/ή μαύρες τρύπες` συμπλήρωσε.
 
Παρόλα αυτά, είπε ο κ. Τσαγγαρίδης, η συνεργασία LIGO/VIRGO έχει καταφέρει να δημιουργήσει όργανα που μπορούν να εντοπίσουν βαρυτικά κύματα από τέτοια συστήματα μεγάλης μάζας.

Ανέφερε ότι από τις 14 Σεπτεμβρίου 2015, έχουν ήδη παρατηρήσει και επιβεβαιώσει τέσσερις δυαδικές μαύρες τρύπες των οποίων τα σώματα συγκρούστηκαν μεταξύ τους.

"Αυτές οι ανακαλύψεις επιβεβαίωσαν τόσο την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων (και την αποτυχία της Νευτωνιακής βαρύτητας) και σύστησαν έναν καινούριο τομέα στην Παρατηρησιακή Αστροφυσική, τον τομέα παρατήρησης βαρυτικών κυμάτων (Gravitational-Wave Astronomy). Το φετινό Νόμπελ Φυσικής δόθηκε στους τρεις επιστήμονες από τη συνεργασία LIGO/VIRGO που ήταν οι κύριοι συμβάλλοντες στο χτίσιμο των οργάνων και την ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων" κατέληξε.

Πηγή: KYΠΕ