PROSTO Z NIEBA

Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych było wydarzeniem rozpoczynającym nową erę w astronomii i dającym możliwość poznania Wszechświata w zupełnie nowy sposób. W 2017 r. odkrycie zostało uhonorowane nagrodą Nobla. Badaniem fal, które potwierdziły ogólną teorię względności zajmuje się prof. dr hab. Tomasz Bulik. O swojej pracy opowiedział 1 marca w planetarium Centrum Nauki. Tymczasem zapytaliśmy go o czarne dziury, kosmiczne kataklizmy i znaczenie odkrycia fal grawitacyjnych

Czym są fale grawitacyjne?

Fale grawitacyjne to – w skrócie – zniekształcenia czasoprzestrzeni, które poruszają się z prędkością światła. Wywoływane są przez masy poruszające się ze zmienną prędkością.

Dlaczego odkrycie fal „zasłużyło” na Nobla?

Nagroda Nobla przyznana została za bezpośrednią detekcję fal grawitacyjnych. Znaczenie tego odkrycia jest bardzo duże. Przede wszystkim, potwierdziło bezpośrednio istnienie tych fal, choć już wcześniej mieliśmy pośrednie dowody ich istnienia. Odkrycie to rozpoczęło nową erę w astronomii i stworzyło możliwość poznania Wszechświata w zupełnie nowy sposób. Możemy teraz badać obszary niedostępne dla astronomii
klasycznej, takie jak powstawanie czarnych dziur, wnętrza kolapsujących gwiazd, czy też bardzo wczesny Wszechświat.

A czym Pan się zajmuje osobiście? 

Od dłuższego czasu badam ewolucję układów podwójnych i sposoby powstawania układów podwójnych, które widzimy jako źródła fal grawitacyjnych. Jestem współautorem przewidywania, że pierwszymi źródłami fal będą układy podwójne czarnych dziur.
W ramach LIGO i VirGO zajmowałem się przez kilka ostatnich lat prowadzeniem wewnętrznych recenzji kodów i publikacji w ramach grupy Burst, odpowiedzialnej za poszukiwania sygnałów o nieznanym kształcie.
Od dwóch lat zajmuję się jeszcze ulepszaniem czułości detektorów – badaniem szumów na niskich częstotliwościach. Głównie szumu newtonowskiego, czyli lokalnych zaburzeń grawitacji w pobliżu detektora.

Jak wielu naukowców bada fale grawitacyjne?

Obecnie w poszukiwania fal w LIGO/VIRGO zaangażowanych jest ponad 1000 osób. Prawdopodobnie dodatkowo około 500 pracuje przy takich eksperymentach jak KAGRA czy LIGO India.
Dziedzina jest bardzo popularna i interesuje wielu badaczy. Na przykład ostania publikacja o wspólnych obserwacjach elektromagnetycznych
i grawitacyjnych łączenia gwiazd neutronowych miała prawie 4000 autorów!
Wynikami tych badań zainteresowana jest ogromna część świata astronomów.

Jak silne muszą być kosmiczne kataklizmy, by generowały fale grawitacyjne,
które da się wykryć?

Amplituda fal grawitacyjnych zależy od masy i prędkości obiektów. Obecnie wykrywane obiekty to połączenia obiektów zawartych – czarnych dziur lub gwiazd neutronowych. W chwili kolizji poruszają się z prędkością
do 0.5 prędkości światła.  Jasność takiego wydarzenia w falach grawitacyjnych jest ponad 100 razy większa niż jasność wszystkich galaktyk widocznych na niebie.

Czy dotychczasowe odkrycia fal grawitacyjnych zmieniły coś w naszych wyobrażeniach o Wszechświecie, czy raczej potwierdziły wcześniejsze koncepcje?

Główną nowością jest potwierdzenie przewidywania – którego jestem współautorem i o którym wspominałem – że istnieją układy podwójne czarnych dziur i że jest ich tak dużo. Ponadto dotychczasowe wyniki zgadzają się z przewidywaniami Ogólnej Teorii Względności. To jest bardzo ważny wynik fizyczny.

Dlaczego nie wykryto jeszcze fal grawitacyjnych z epoki inflacji? 

Fale grawitacyjne z epoki inflacji są bardzo słabe. Istnieje jednak realna możliwość ich wykrycia za pomocą obserwacji polaryzacji mikrofalowego promieniowania tła. Pracuje nad tym wiele zespołów i liczę na to, że ich starania niedługo zakończą się sukcesem.

Prof. dr hab. Tomasz Bulik jest astrofizykiem. Pracuje w Obserwatorium Astronomicznym UW. Zajmuje się astrofizyką wysokich energii, badaniem powstawania i ewolucji gwiazd neutronowych i czarnych dziur. Uczestniczy w pracach zespołów VIRGO i LIGO nad poszukiwaniem fal grawitacyjnych.
www.kopernik.org.pl

Komentarze