Tóth Zsolt a tudományról: Nobel járt a gravitációs hullámokért


Nobel-díjasok fala a Csodák Palotájában
Bejött a papírforma, a fizikai Nobel-díjat Rainer Weiss, Kip S. Thorne valamint Barry C. Barish a LIGO/Virgo együttműködés vezetői kapták a gravitációs hullámok kutatásában végzett munkájukért.

A gravitációs hullámok a téridő fodrozódásai, amelyek létezésére és tulajdonságaira Einstein egy évszázada, az általános relativitáselmélete részeként következtetett. Az elmélet szerint gravitációs hullámokat a mozgó tömegek keltik, a forrásukról leválva fénysebességgel terjednek tova, és ahol áthaladnak, ott a tér “görbületét”, vagyis a térbeli pontok távolságát változtatják meg.

Jóllehet az 1970-es évek óta már közvetett bizonyítékok állnak a tudósok rendelkezésére, amelyek a gravitációs hullámok létezésére utalnak, e hullámokat észlelni mostanáig minden próbálkozás ellenére sem sikerült. A gravitáció a leggyengébb a természetben előforduló kölcsönhatások közt, így a gravitációs hullámok által okozott távolságváltozások, amelyek kimérése jelentené a hullámok közvetlen bizonyítékát, még hatalmas tömegű űrbéli objektumok (pl. fekete lyukak, neutroncsillagok, vagy szupernóva-robbanások) hullámai esetén is csak az atommagok méretének piciny töredékét jelentik. E kicsiny hatás miatt a gravitációs hullámok észlelése óriási kihívás, és rendkívüli pontosságú technológiát igényel.

 
A gravitációs hullámok észlelése nemcsak Einstein elméletének ad végső megerősítést, de általa a csillagászat és az asztrofizika forradalmi eszközt nyer. Minden tudást, amit az emberiség valaha is gyűjtött a Naprendszeren kívüli világról, különféle hullámhosszú fényhullámok megfigyelésével – távcsövekkel, rádióantennákkal, röntgenteleszkópokkal – szereztük meg. A gravitációs hullámok észlelése új “érzékszervet” ad az emberiségnek, amivel a világegyetem titkait megismerheti, kutathatja, megértheti. A gravitációshullám-csillagászat megszületése olyan forradalom, aminek jelentősége az egész csillagászat egykori születéséhez mérhető. Ez a páratlan érték az, ami kutatók és mérnökök százait – köztük magyar kutatókat is – vezetett arra, hogy munkájukat, egy nemzetközi együttműködésben, a gravitációs hullámok megtalálásának szenteljék.
Ez a történelmi erőfeszítés 2015 őszén elérte célját. A világ legérzékenyebb gravitációshullám-detektorai, az Egyesült Államokban található Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (röviden LIGO) két interferométere múlt év szeptember 14-én, minden előzetes várakozást felülmúlóan hamar jelezték két távoli, összeolvadó fekete lyuk gravitációshullám-jelét. Az észlelésre az első LIGO detektorok nagyszabású továbbfejlesztését követően, az ún. Advanced LIGO program keretében került sor.
Az európai testvérintézmény a Virgo 2017-ben  csatlakozott a és a LIGO eddigi két detektorát kiegészítve nyáron  már közösen is megfigyelték két közepes méretű, összeütköző feketelyuk jeleit.

Tóth Zsolt tudománykommunikátor, a Csodák Palotája előadója és a Richter Gedeon labor foglalkozásvezetője. A Csopamedia blogon közölt írásait és médiaszerepléseiét itt gyűjtöttük össze.