“Za decydujący wkład w powstanie detektora LIGO i obserwację fal grawitacyjnych” – tak dokładnie brzmi werdykt Komitetu Noblowskiego. Prestiżowa nagroda w dziedzinie fizyki powędrowała do Rainera Weissa, Barry’ego C. Barisha i Kipa S. Thorne’a.

Istnienie fal grawitacyjnych jako pierwszy przewidział już ponad 100 lat temu wielki fizyk Albert Einstein. Wzmianka na temat teoretycznych podstaw tego niezwykłego zjawiska pojawiła się w jego pracy, dotyczącej ogólnej teorii względności, opublikowanej 20 marca 1916 roku. Całego wieku potrzebowaliśmy na to, by domysły geniusza potwierdzić doświadczalnie rzeczywistą obserwacją fal grawitacyjnych. Te udało się zarejestrować 14 września 2015 roku, kiedy do naszej planety dotarły fale, wywołane przez zderzenie dwóch czarnych dziur, oddalonych od Ziemi o 1,3 miliarda lat świetlnych.

Według Komitetu Noblowskiego, to właśnie trzej uczeni, których widzicie na powyższej ilustracji, najbardziej przyczynili się do tego, by doświadczalne potwierdzenie teorii Einsteina stało się możliwe. Mieli decydujący wpływ na budowę LIGO – niezwykłego instrumentu pomiarowego do detekcji fal grawitacyjnych.

Warto jednak zaznaczyć, co zresztą wyraźnie podkreślał Rainer Weiss, że osiągnięcie to nie byłoby możliwe bez współpracy wielu naukowców. „Zmarszczki czasoprzestrzeni” badali specjaliści z kilkudziesięciu krajów, w tym również z Polski.

Tegoroczny Nobel z fizyki to uznanie dla pracy tysiąca ludzi.

(Rainer Weiss)

Osiągnięcie naukowców jest tym bardziej istotne, że sam Einstein, który przewidział istnienie fal grawitacyjnych, uważał ich wykrycie za niemożliwe. Te fale, choć wytwarzane są przez każdy przyśpieszający obiekt, który ma masę, są na tyle małe, że po prostu ich rzeczywista obserwacja wydawała się twórcy teorii względności nieosiągalna. Nawet w przypadku tak wielkich mas, jakimi są czarne dziury.

Energia odpowiadająca masom trzech Słońc, wyemitowana w ułamku sekundy w wyniku połączenia się dwóch czarnych dziur na tyle poważnie wzburzyła czasoprzestrzeń, że grawitacyjne fale dotarły do nas, pokonując odległość 1,3 miliarda lat świetlnych (fot. Nobel Prize)

Laureaci Nagrody Nobla z fizyki, wraz z licznym międzynarodowym zespołem badaczy, pokazali, że niemożliwe jest możliwe, choć – w istocie – było to naprawdę duże wyzwanie. Fale grawitacyjne zniekształcają czasoprzestrzeń, co oznacza, że gdy taka fala przenika jakikolwiek stojący na jej drodze obiekt, np. naszą planetę – wszystko na niej, wraz z nią samą, zmienia wymiary. Zmienia się także upływ czasu, jednak ta zmiana jest niezwykle mała.

Detektor, który wykrył kosmiczne „zmarszczki”, to w istocie instalacja, składająca się z pary odległych o 3 tysiące kilometrów gigantycznych interferometrów laserowych. Składają się z dwóch tuneli w kształcie litery L, każdy o długości 4 kilometrów. Zadaniem całej monstrualnej jak na ludzką skalę aparatury było wykrycie zmiany tysiące razy mniejszej od rozmiarów jądra atomowego. Rzecz wymyka się ludzkiej skali pojmowania wymiarów i przestrzeni, niemniej udało się tego dokonać. Dzięki obserwacji fal grawitacyjnych zyskaliśmy zupełnie nowe możliwości śledzenia wszechświata i zjawisk, które dotychczas przekraczały nasze poznanie.

Tegoroczna nagroda została podzielona na dwie części. Połowę z 9 milionów koron szwedzkich, około 940 tysięcy €, czyli nieco ponad 4 miliony złotych, otrzymał Rainer Weiss. Druga połowa kwoty przypadła pozostałym laureatom, Barishowi i Thorne’owi.

 

Źródło: chip

 

Polecane: