Έπειτα από δεκαετίες προσπαθειών, η φυσική απέχει μία «ανάσα» από το να ανιχνεύσει άμεσα για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, τα οποία αποτελούν την πιο εντυπωσιακή ίσως πρόβλεψη της Γενικής Θεωρίας του Αϊνστάιν.

Αυτό υποστηρίζουν οι 900 περίπου ερευνητές που παίρνουν μέρος στο πείραμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), αφού προβλέπουν πως, μέχρι τις αρχές του 2017, θα έχουν καταφέρει να γράψουν ιστορία.

Η ιδέα των βαρυτικών κυμάτων προτάθηκε από τον Άμπερτ Αϊνστάιν πριν από ακριβώς 100 χρόνια, στα πλαίσια της διατύπωσης της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Όπως προέκυπτε από τη μαθηματική θεμελίωση της θεωρίας, κάθε φορά που επιταχύνεται μία μάζα εκπέμπει ενέργεια, με τη μορφή κυμάτων που διαδίδονται στο σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός.

Όπως αναφέρει χαρακτηριστικά στον Guardian ο Στιούαρτ Κλαρκ, Βρετανός δημοσιογράφος αστρονομικών θεμάτων και συγγραφές αρκετών βιβλίων εκλαϊκευμένης επιστήμης, μπορούμε να φανταστούμε τα βαρυτικά κύματα σαν διαταραχές οι οποίες «ρυτιδώνουν» το χωροχρονικό συνεχές, προκαλώντας έτσι την κίνηση των ατόμων που θα βρουν στην πορεία τους, περίπου όπως τα πλοία κλυδωνίζονται από τα κύματα της θάλασσας. Ωστόσο, είναι δύσκολο να εντοπισθούν, αφού το εύρος της μετατόπισης είναι εξαιρετικά μικρό.

Στην περίπτωση όμως που τελικά ανιχνευθούν, τότε θα ανοίξουν νέους και επαναστατικούς δρόμους στην κατανόηση του σύμπαντος. «Θα είναι σαν οι επιστήμονες να απέκτησαν μία καινούρια αίσθηση», γράφει χαρακτηριστικά ο Κλαρκ. «Αν ήδη με τα τηλεσκόπια μπορούν να δουν το σύμπαν, με τα βαρυτικά κύματα θα μπορούν επίσης και να το “ακούσουν”.

Έτσι, για παράδειγμα, θα έχουν τη δυνατότητα να “αφουγκραστούν” αστέρες καθώς συγκρούονται, την ύλη που εξαφανίζεται μέσα σε μία μαύρη τρύπα ή τις βίαιες εκρήξεις τεράστιων άστρων, που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση», προσθέτει.

Τα βαρυτικά κύματα ήρθαν στην επικαιρότητα πριν από περίπου ένα χρόνο, με την ανακοίνωση των ερευνητών από το πείραμα BICEP2, πως είχαν ανακαλύψει τις «αρχέγονες» ρυτιδώσεις που είχε προκαλέσει στον χωρόχρονο η απότομη διαστολή του σύμπαντος, λίγα μόλις κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Παρ’ όλα αυτά η ανακάλυψη αποδείχθηκε λανθασμένη στην πορεία.

Από την πλευρά τους, πάντως, οι ερευνητές του LIGO δηλώνουν σίγουροι πως μέσα στους επόμενους μήνες το πείραμά τους θα ανιχνεύσει για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα – τα οποία θα προέρχονται από κάποιο βίαιο φαινόμενο στο σύμπαν, όπως τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων.

Γι’ αυτό τον σκοπό, χρησιμοποιούν δύο τεράστιες διατάξεις που ονομάζονται συμβολόμετρα και είναι ουσιαστικά δύο «βραχίονες» μήκους αρκετών χιλιομέτρων που είναι κάθετοι μεταξύ τους.

Με τη βοήθεια κατόπτρων, δέσμες λέιζερ ανακλούνται στους δύο «βραχίονες», διανύοντας έτσι απόσταση περίπου 100 χιλιομέτρων. Παρόλο που τα λέιζερ είναι συγχρονισμένα ώστε οι δέσμες να εκκινούν ταυτόχρονα, τυχόν παρεμβολή από διερχόμενα βαρυτικά κύματα θα επηρεάσει την τροχιά τους, ακυρώνοντας τον συγχρονισμό.

Έτσι, αυτή την περίοδο ο εξοπλισμός της διάταξης αναβαθμίζεται, για να αποκτήσει την απαιτούμενη ευαισθησία και να εντοπίσει αυτή την απόκλιση.

Εκτός από το LIGO και τις δύο διατάξεις του στη Λουιζιάνα και την Ουάσιγκτον, ανάλογα πειράματα πραγματοποιούνται και στην Ευρώπη (VIRGO), αλλά και στην Ιαπωνία (KAGRA). Για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία έχει επίσης στα σκαριά την αποστολή LISA-Pathfinder, η οποία θα εκτοξευτεί μέσα στη φετινή χρονιά.

 

Author: Giorgos Chr