Gravitációs hullámokat észleltek
Gergely Árpád László (SZTE)
Gravitációs hullámokat észleltek a kutatók – ez pedig mérföldkő a fizikában.
A mérést a világ egyik legpontosabb műszerével, a LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – iker-berendezéssel végezték. Röviden, a műszeregyüttes távolságokat mér nagyon nagy pontossággal, és a szakemberek meg is figyelték, amire számítottak: hogy a műszer elemei közötti távolság bizony meg-megváltozik. Az áttörésben magyar szakemberek is részt vettek, köztük Gergely Árpád László, a Szegedi Tudományegyetem Fizika Intézetének tanára. Őt kérdeztük.
Miért fontos a téridő fodrozódását megfigyelni?
A gravitációs hullámok hepehupák a téridő görbületében, így lehetne nevezni őket. A természetben négy kölcsönhatás van, ezek közül kettő olyan, ami nagy távolságra is hat: az elektromágneses és a gravitációs. Az elektromágneses kölcsönhatást jól ismerjük, körülvesznek minket a rádióhullámok, az UV-sugárzás, a mikrohullámok – lásd wifi, mikrosütő – stb, de a gravitációnál csak elméletben tudtuk, hogy léteznie kell ilyen hullámoknak.
Közvetett bizonyíték volt rá, mert volt olyan égi jelenség, egy kettős pulzár, amelynek a keringési ideje pontosan úgy változott, ahogyan a gravitációs hullámok ezt okoznák. Erre adtak is Nobel-díjat. Közvetlen észlelés nem volt mostanáig – leginkább azért, mert rendkívül gyengék a gravitációs hullámok. Kozmikus katasztrófák kelthetnek olyan gravitációs hullámokat, ami kimutatható.
A kétkarú, több kilométeres műszeregyüttes, a LIGO
Ön is közreműködött a felfedezésben, milyen részt vállaltak a magyar kutatók a gravitációs hullámok megfigyelésében?
Igen, a LIGO egy nagy nemzetközi kollaboráció. Van ezer résztvevő nyolcvan intézményből, tizenöt országból. Magyarország is részt vesz, egyéni kutatók csatlakoznak, és viszik az intézményeiket. Két magyar kutatócsoport van, az egyik az ELTÉ-n, a másik a Szegedi Egyetemen, ahol a tanítványaimmal dolgozunk. A LIGO tevékenysége során négyféle forrást keresnek. Amit most találtak, a két összeolvadó fekete lyuk, az az úgynevezett kompakt kettősök csoport (compact binary coalescence, CBC group) feladatköre, mi ennek a csoportnak vagyunk a részvevői. A mi szerepünk az, hogy az ütközésből keletkező gravitációs hullámokat modellezzük, hogy lehessen tudni, mit keresünk. Mert ha nem tudjuk egész pontosan, mit várunk, akkor nem fogjuk megtalálni, annyira gyenge a jel és annyira zajos a környezet.
gravitációs hullámokat keltő fekete lyukak az összeolvadás pillanatában – szimulált kép
Mit hozhat a jövő, közelebb jutunk-e a gravitációs hullámok megfigyelése révén az úgynevezett mindenség elméletéhez, amely összeegyezteti a parányi kvantumok világát a makrokozmosszal?
Biztos vagyok benne, hogy igen. Első közelítésben, amire számítok az az, hogy bele fogunk (átvitt értelemben) látni az univerzum olyan részeibe, ahonnan fény vagy rádiójel nem érkezhet. Azt várjuk, hogy egy sereg jelenséget, amit modelleztünk, és jó elképzelésünk van róla, hogy milyenek, meg fog erősíteni, de az is biztos, hogy egy sor új jelenséget látunk majd. Tehát ki fog alakulni a gravitációshullám -csillagászat, főként ahogy egyre több ilyen műszer épül. Most a két LIGO műszer üzemel Amerikában, de készül európai és ázsiai berendezés is.
Lehetőség lesz majd, reményeink szerint, és egyre közelebb tűnik a megvalósulás, hogy mondjuk az ősrobbanás után kibocsátott gravitációs hullámokat észleljük, abból a korai korszakból, amikor még kvantumos effektusokból keletkeztek. Egy ilyen észlelés volna az első mérés a természet olyan részéről, ahol egyaránt erősen hat a gravitáció és megmutatkoznak a kvantum-jelenségek. Ilyen értelemben lehetséges lehet a kvantum-gravitáció- vagy mindenség-elméleteket szűkíteni.
vnp
