Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Egy jelentős tudományos felfedezés küszöbén – új csillagászat születhet a gravitációs hullámok felfedezésével

2015.10.13

 

 Egy jelentős tudományos felfedezés küszöbén – új csillagászat születhet a gravitációs hullámok felfedezésével

A gravitációs hullámok létezése az idén 100 éves Einstein-féle általános relativitáselmélet fontos következménye, de közvetlen megfigyelésük mind ez idáig még nem járt sikerrel. Hamarosan befejeződik azonban azoknak az obszervatóriumoknak a fejlesztése, amelyekkel a várakozások szerint nagy pontossággal közvetlenül megfigyelhetővé válnak a gravitációs hullámok.

Az újrainduló mérésekhez szükséges lépéseket és teendőket a nemzetközi gravitációshullám-közösség soron következő őszi konferenciáján (LIGO/VIRGO Conference) tekintették át a szakemberek, amelyet augusztus 31-től szeptember 3-ig rendeztek Budapesten. A nagy jelentőségű tudományos eseményről a konferencia első napján az MTA Székházában tartottak sajtótájékoztatót a LIGO és a VIRGO együttműködések vezetői.

Albert Einstein 1916-ban beszélt először a gravitációs hullámokról, amelyek a tér-időben fénysebességgel terjedő zavarok. Szupernóvák robbanásakor, fekete lyukak és neutroncsillagok ütközésével vagy kölcsönhatásuk révén keletkeznek, amelyekre igen gyakran van példa az univerzumban. Detektálásuk azonban mind ez idáig nem sikerült, hiszen észlelésük rendkívül nehéz, mivel az anyagi testekben csak kis deformációt okoznak: egy több kilométeres detektor karján áthaladva a kar hossza csak a méter egybilliomod részének az egybilliomodjáig változik, ami a proton átmérőjének századrésze.

Képek a LIGO együttműködés Livingstonban (Louisiana, USA) található obszervatóriumáról

Képek a LIGO együttműködés Livingstonban (Louisiana, USA) található obszervatóriumáról

Forrás: http://ligo.caltech.eu

 

A LIGO és VIRGO kísérletek a gravitációs hullámok észlelését célozzák meg. A 4, illetve 3 km karhosszúságú berendezések nagy teljesítményű lézerek kettévágott nyalábjait használják az észlelésre. A két detektorrendszer az elmúlt 10 évben módszeresen átkutatta az eget gravitációs hullámok után, de sajnos sikertelenül. Éppen ezért vált szükségessé a továbbfejlesztésük, aminek eredményeként tízes faktorral növekedett a berendezések érzékenysége. Így ezerszeresére nőtt a detektorok által érzékelhető gravitációs hullámokat kibocsátó csillagászati objektumok száma. Ezzel küszöbön állhat a gravitációs hullámok észlelése, egyben kísérleti bizonyítása, aminek hatalmas tudománytörténeti és gyakorlati jelentősége lenne. Átalakulnának a csillagászati megfigyelések, hiszen a gravitációs hullámok nagymértékben különböznek a fénytől, amelynek segítségével eddig leggyakrabban tanulmányoztuk univerzumunkat.

Az egyesült államokbeli Hanford (Washington) és Livingston (Louisiana) városok mellett található, továbbfejlesztett LIGO interferométerek installálása befejeződött, és 2015 őszén kerül sor az első, három hónapos megfigyelési periódusra, az O1 fázisra.

Európában a Pisa melletti VIRGO eszközök installációja jelenleg zajlik, és várhatóan 2016 elején fejeződik be. 2016-ban elindulhatnak a közös megfigyelések, a LIGO-VIRGO O2 fázisa hat hónapig tart majd. 2017-ben pedig egy kilenc hónapos közös megfigyelést terveznek a kutatók, amit O3 szakaszként fogunk megismerni.

Mindkét együttműködésben aktív szerepet vállalnak magyar kutatócsoportok is. A LIGO projekt magyar részvevője az Eötvös Gravitációs Kutatócsoport (EGRG), amelyet az ELTE vezet, és amelynek tagja az MTA Atomki, illetve a Szegedi Tudományegyetem kutatócsoportja. „Az Eötvös Gravitációs Kutatócsoport egyik fontos missziója, hogy az elemzések során a LIGO-adatokból fontos információkat tudjunk meg a hosszú életidejű gravitációshullám-tranziensek tulajdonságairól, amelyek alapján megismerhetjük a hosszú idejű gamma-sugárzás kitöréseknek/felfényléseknek, valamint az erősen mágneses neutroncsillagok és fekete lyukak egymás körüli keringésének részleteit – nyilatkozta Frei Zsolt egyetemi tanár, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen tevékenykedő Lendület-csoportvezetője. – Kutatócsoportunk az MTA Atomkival együttműködve infrahangdetektorokat fejlesztett ki és installált a LIGO együttműködés két USA-beli berendezésénél, amelyek jelenleg is aktív, működő elemei a környezetváltozásokat monitorozó rendszernek.”

A VIRGO együttműködésben az MTA Wigner Fizikai KutatóközpontGravitációs Kutatócsoportja vesz részt, amelyet Vasúth Mátyás tudományos főmunkatárs, a konferencia fő rendezője vezet. „A kutatók célja, hogy sikeresen megfigyeljék a kettős objektumok (pl. neutroncsillag-kettősők vagy fekete lyuk – neutroncsillag párosok) teljes összeolvadása, összeomlása során keletkező gravitációs hullámokat – mondta Lévai Péter, az MTA Wigner FK főigazgatója. – A kutatócsoport tagjai az elméleti előkészítő számításokon túl részt vesznek a VIRGO együttműködéshez szükséges számítógépes adatmozgatás és adatelemzés menedzselésében, aminek kutatóközpontunkban nagy hagyományai vannak. A következő hetekben-hónapokban pedig aktívan bekapcsolódnak először az O1, majd az O2 fázisban összegyűjtött adatok offline elemzésébe.‟

Képek a VIRGO együttműködés Pisa melletti Cascinában található obszervatóriumáról

Képek a VIRGO együttműködés Pisa melletti Cascinában található obszervatóriumáról

Forrás: http://public.virgo-gw.eu  

 

A gravitációs hullámokra utaló jelek első észlelése a fizika nagy győzelme lesz, mert egyrészt bebizonyítja az általános relativitáselmélet érvényességét, másrészt elindítja a „gravitációs" csillagászatot, hosszú évekre meghatározva egy új tudományos és technológiai irányt.

 mta.hu