Οι επιστήμονες βρίσκονται κοντά στην επίλυση του μυστηρίου των βαρυτικών κυμάτων

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Στη σύγχρονη φυσική, η βαρύτητα είναι ένα από τα κύρια μυστήρια. Μόλις μάθαμε πώς να μετράμε τις εκδηλώσεις του με τη μορφή της βαρύτητας. Αλλά τι είναι η βαρύτητα, από πού προέρχεται, πώς μεταδίδεται - η σύγχρονη επιστήμη δεν είναι ακόμη σε θέση να απαντήσει κατηγορηματικά.

Γεγονός είναι ότι η βαρύτητα είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις - μορφές μεταφοράς ενέργειας - και ταυτόχρονα η πιο αδύναμη από όλες. Αλλά το κύριο πρόβλημα βρίσκεται αλλού.

Οι τρεις καλύτερα μελετημένες αλληλεπιδράσεις είναι γνωστό ότι μεταφέρονται με σωματίδια. Και αν για άλλους τύπους αλληλεπιδράσεων αυτά τα σωματίδια είναι γνωστά και η ύπαρξή τους επιβεβαιώνεται πειραματικά (άμεσα ή έμμεσα, αν και με μεγάλες υποθέσεις), τότε για τη βαρύτητα όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα.

Προς το παρόν, δεν κατέστη δυνατό να επιβεβαιωθεί το ίδιο το γεγονός της παρουσίας όχι μόνο του λεγόμενου βαρυτονίου (θεωρητικό σωματίδιο υπεύθυνο σε ορισμένες έννοιες της φυσικής για τη μετάδοση της βαρύτητας και τη δημιουργία βαρυτικών πεδίων), αλλά και τέτοια ίχνη βαρύτητας που θα επέτρεπαν τον προσδιορισμό της φύσης της μετάδοσής του (ή, ας πούμε, της μεταφοράς στον χωροχρόνο).

Σύμφωνα με την ίδια θεωρία, η οποία προϋποθέτει την παρουσία βαρυτονίων, αποδεικνύεται ότι η βαρύτητα πρέπει να μεταδίδεται με τη μορφή κατευθυνόμενων κβαντισμένων (δηλαδή, αποτελούμενων από σωματίδια ή "όπως σωματίδια" - ενεργειακά πακέτα με συγκεκριμένη τιμή) κυμάτων - βαρυτικών ακτινοβολία. Θα πρέπει να εκδηλωθεί με τη μορφή κολοσσιαίων κυμάτων που προέρχονται από οποιαδήποτε μεγάλα διαστημικά αντικείμενα και γεγονότα - μαύρες τρύπες και σμήνη γαλαξιών, κατά τη γέννηση των σουπερνόβα. Ωστόσο, δεν έχουν βρεθεί ακόμη.

Και στις 11 Ιανουαρίου 2016, ο κοσμολόγος του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Λόρενς Κράους έγραψε στο Twitter του: «Οι υποψίες μου για την ανακάλυψη του LIGO επιβεβαιώθηκαν από ανεξάρτητες πηγές. Να κρατήσουμε επαφή! Τα βαρυτικά κύματα μπορούν να ανιχνευθούν!».

Το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων LIGO είναι μια από τις πιο σημαντικές τοποθεσίες για τη μελέτη της βαρύτητας και την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων. Οι σταθμοί LIGO χρησιμοποιούν προηγμένα συμβολόμετρα λέιζερ για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Αν και ο Krauss υπαινίχθηκε τον Σεπτέμβριο του 2015 ότι εντοπίστηκαν σημάδια άπιαστων βαρυτικών κυμάτων στον ανιχνευτή LIGO, δεν υπήρξε επίσημη επιβεβαίωση. Λίγο πριν από αυτό, το συγκρότημα εκσυγχρονίστηκε και το πείραμα Advanced LIGO ξεκίνησε εκεί, το οποίο μπορεί να οδηγήσει στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Εν τω μεταξύ, δεν υπήρξαν επίσημες δηλώσεις από τα παρατηρητήρια (αναμένονται τουλάχιστον τον Φεβρουάριο), επομένως οι ειδικοί πιστεύουν ότι είναι πολύ νωρίς για να χαρούμε και να διαδώσουν φήμες για μια ασυνήθιστα σημαντική ανακάλυψη. Επιπλέον, τα προηγούμενα συμπεράσματα που προέκυψαν στο πλαίσιο του πειράματος BICEP2 αποδείχθηκαν λανθασμένα: το σήμα στην πραγματικότητα δεν προκλήθηκε από βαρυτικά κύματα, αλλά από σκόνη.

Γιατί χρειάζεται και γιατί είναι τόσο σημαντικό; Οποιαδήποτε θεωρία είναι η αρχή της πράξης. Χωρίς την κβαντική φυσική δεν θα υπήρχαν GPS, δορυφορικές επικοινωνίες, σύγχρονα τρανζίστορ και κβαντικοί υπολογιστές (και οπτικές γραμμές επικοινωνίας επίσης). Μια λειτουργική, ολοκληρωμένη θεωρία που περιγράφει τη βαρύτητα θα μπορούσε να επιτρέψει μια πιο λεπτομερή μελέτη του Σύμπαντος, των νόμων του, των κινήσεων των αντικειμένων, των μαύρων οπών, της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης. Και είναι πολύ πιθανό να δημιουργηθούν θεμελιωδώς νέοι τύποι κίνησης στο χώρο (ή ακόμα και στο χρόνο). Μέχρι τότε, ούτε κβαντικά άλματα, ούτε σκουληκότρυπες, ούτε υπερφωτεινές ταχύτητες είναι διαθέσιμα σε εμάς.