Συναγερμός στους επιστήμονες: Βρέθηκε περίεργο κοσμικό αντικείμενο - Ποια σενάρια εξετάζονται

Οι επιστήμονες της μεγάλης διεθνούς κοινοπραξίας των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων Ligo (ΗΠΑ) και Virgo (Ευρώπη) ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν ένα περίεργο κοσμικό αντικείμενο ή συμβάν, το οποίο ξεφεύγει από τα έως τώρα γνωστά στους αστρονόμους και αστροφυσικούς.
Σύμφωνα με το ΑΠΕ-ΜΠΕ, πρόκειται για το πιο παράξενο σήμα βαρυτικών κυμάτων που έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα και προέρχεται από τη σύγκρουση δύο πολύ ανόμοιων μεταξύ τους αντικειμένων, το ένα με μάζα περίπου εννεαπλάσια από το άλλο, σε απόσταση 800 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των επιστημόνων σχετικά με τη μάζα του ελαφρύτερου από τα δύο συγκρουόμενα αντικείμενα, πρόκειται είτε για τη μικρότερη μαύρη τρύπα που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα είτε για το βαρύτερο άστρο νετρονίων που έχει ποτέ παρατηρηθεί ή για κάτι άλλο πιο εξωτικό. 

Ορισμένοι ονόμασαν το αντικείμενο «μαύρο άστρο νετρονίων», κάτι που έως τώρα δεν θεωρείτο δυνατό.

Ελληνική υπογραφή
Η ανακάλυψη, που παρουσιάστηκε στο περιοδικό αστροφυσικής «Astrophysical Journal Letters» και στην οποία για ακόμη μία φορά είχε σημαντική συμβολή η Ελληνίδα καθηγήτρια Αστρονομίας Βίκη Καλογερά του Πανεπιστημίου Northwestern του Ιλινόις, πιθανώς θα οδηγήσει τους επιστήμονες στην αναθεώρηση ορισμένων απόψεών τους για τις μαύρες τρύπες και τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ).
Το συμβάν, με την ονομασία GW190814, που ανακοινώθηκε τώρα, αλλά είχε αρχικά ανιχνευθεί πέρυσι τον Αύγουστο από το δίκτυο Ligo-Virgo, αφορά στη συγχώνευση μίας μαύρης τρύπας με μάζα 23 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου μας, με ένα άλλο μυστηριώδες αντικείμενο με μάζα 2,6 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου, με τελικό αποτέλεσμα τη δημιουργία μίας μεγαλύτερης μαύρης τρύπας με μάζα όσο 25 ήλιοι.
Μέχρι σήμερα, το βαρύτερο γνωστό άστρο νετρονίων δεν ξεπερνά τις 2,5 ηλιακές μάζες, ενώ η μικρότερη (ελαφρύτερη) μαύρη τρύπα τις πέντε ηλιακές μάζες. 

Συνεπώς, υπάρχει ένα λεγόμενο «κενό μάζας» ανάμεσα στις 2,5 και στις 5 ηλιακές μάζες, εντός του οποίου είναι άγνωστο εάν υπάρχει κάποιο άλλο κοσμικό αντικείμενο ή εάν θα πρέπει να αναθεωρηθούν τα όρια πιθανής μάζας για τις μαύρες τρύπες (που μπορεί να είναι ακόμη πιο ελαφριές) ή για τα άστρα νετρονίων (που ίσως είναι ακόμη βαρύτερα).

Η τέλεια έκπληξη
«Οι συγχωνεύσεις μικτής φύσης -μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων- έχουν προβλεφθεί εδώ και δεκαετίες, όμως αυτό το συμπαγές αντικείμενο στο κενό μάζας αποτελεί την τέλεια έκπληξη. 

Περιμέναμε εδώ και δεκαετίες για να λύσουμε αυτό το μυστήριο. 

Δεν ξέρουμε ακόμη εάν αυτό το αντικείμενο είναι τελικά το βαρύτερο γνωστό άστρο νετρονίων ή η ελαφρύτερη μαύρη τρύπα, αλλά ό,τι κι αν είναι, σπάει ένα ρεκόρ», δήλωσε η κ. Καλογερά.
«Το μυστηριώδες αντικείμενο ίσως είναι ένα άστρο νετρονίων που συγχωνεύθηκε με μίια μαύρη τρύπα, μία συναρπαστική πιθανότητα αναμενόμενη θεωρητικά, αλλά έως τώρα μη επιβεβαιωμένη μέσω παρατήρησης. 

Από την άλλη, με μάζα 2,6 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου, κάτι που υπερβαίνει τις σύγχρονες προβλέψεις για τη μέγιστη μάζα των άστρων νετρονίων, μπορεί στην πραγματικότητα να ανιχνεύσαμε την ελαφρύτερη μαύρη τρύπα», πρόσθεσε η Ελληνίδα επιστήμονας, η οποία διαπρέπει στις ΗΠΑ.
«Η ανακάλυψη πρόκειται να αλλάξει τον τρόπο που οι επιστήμονες μιλάνε για τα άστρα νετρονίων και τις μαύρες τρύπες. 

Το κενό μάζας μπορεί στην πραγματικότητα να μην υπάρχει καθόλου, αλλά να οφείλεται σε περιορισμούς των ικανοτήτων παρατήρησης. 

Ο χρόνος και οι πρόσθετες παρατηρήσεις θα δείξουν τι συμβαίνει», ανέφερε ο καθηγητής Πάτρικ Μπρέιντι του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν στο Μιλγουόκι και εκπρόσωπος της ερευνητικής κοινοπραξίας Ligo.
Όταν τα μεγαλύτερα άστρα πεθαίνουν, καταρρέουν κάτω από την ίδια τη βαρύτητά τους και αφήνουν πίσω τους μαύρες τρύπες. 

Όταν πεθαίνουν άστρα λιγότερο μεγάλα, εκρήγνυνται ως υπερκαινοφανείς αστέρες (σούπερ-νόβα) και αφήνουν πίσω τους πολύ πυκνά περιστρεφόμενα απομεινάρια που λέγονται άστρα νετρονίων (ένα κουταλάκι από το υλικό τους ζυγίζει δέκα εκατομμύρια τόνους).
Τα βαρυτικά κύματα, που προβλέπονται από τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Αϊνστάιν, είναι «ρυτιδώσεις» στον ιστό του χωροχρόνου που προκαλούνται από βίαια γεγονότα, όπως οι συγχωνεύσεις μαύρων οπών, τα οποία ταξιδεύουν στο σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός, διαπερνώντας στην πορεία τους και τη Γη. 

Η ιστορική πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων είχε γίνει το 2015.

πηγή:cnn.gr

Δυό αστέρες νετρονίων συγκρούονται και...δημιουργείται χρυσός!

κύματα βαρύτητας- κυματισμοί στον ιστό του χωροχρόνου,που  κινούνται με την ταχύτητα του φωτός, αλλά είναι πολύ πιο διεισδυτικά!

Δυό αστέρες νετρονίων συγκρούονται και οι επιστήμονες επιβεβαιώνουν για άλλη μιά φορά την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων!

ntina
δυό αστέρες νετρονίων 130 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά συγκρούονται και οι επιστήμονες «άκουσαν» και «είδαν» τις πτυχώσεις που άφησαν στον χώρο και στον χρόνο αλλά και την εκρηκτική λάμψη που παρήγαγε η σύγκρουση τους!
δυό αστέρες νετρονίων συγκρούονται και είναι η πέμπτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων - η οποία ανακοινώθηκε στις 16 Οκτωβρίου σε συνέδρια ειδήσεων σε όλο τον κόσμο και σε μια σειρά άρθρων σε πολλά επιστημονικά περιοδικά - και είναι κάτι εντελώς νέο!
είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι είδαν δύο αστέρες νετρονίων να συγκρούονται και να συγχωνεύονται και για πρώτη φορά αυτά τα νέα ευρήματα μπορεί να τους βοηθήσουν να λύσουν ένα επιστημονικό μυστήριο - πως δημιουργήθηκαν τα βαριά στοιχεία του σύμπαντος!
κατά τη διάρκεια των ερευνών,μόλις λίγες ώρες μετά την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, οι επιστήμονες είδαν μια αντίστοιχη πηγή οπτικού φωτός περίπου 130 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη!
"είδαμε μια φωτεινή-μπλε πηγή φωτός σε έναν κοντινό γαλαξία την πρώτη φορά που παρατηρήθηκαν τα λαμπερά συντρίμμια από την σύγκρουση των αστέρων νετρονίων", ανέφεραν σε δήλωσή τους οι επιστήμονες "ήταν σίγουρα μια συναρπαστική στιγμή."
στη συνέχεια, περίπου μία ώρα αργότερα, οι ερευνητές που χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Gemini South, στη Χιλή, διαπίστωσαν την ίδια πηγή στο υπέρυθρο φως.
άλλες ομάδες που χρησιμοποίησαν ποικίλα όργανα μελέτησαν σύντομα την πηγή σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, από τα ραδιοφωνικά κύματα  έως τα μήκη κύματος των ακτίνων Χ.
έτσι αποκάλυψαν ότι κάποιο από τα παρατηρούμενα φώτα ήταν η ραδιενεργή λάμψη βαριών στοιχείων όπως ο χρυσός και το ουράνιο, τα οποία παρήχθησαν όταν συγκρούστηκαν οι δύο αστέρες νετρονίων.
αυτό είναι μια μεγάλη υπόθεση...
οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη την προέλευση των ελαφρύτερων στοιχείων - το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου και του ήλιου δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης,
τα άλλα στοιχεία μέχρι το σίδερο δημιουργούνται από διεργασίες πυρηνικής σύντηξης μέσα στα αστέρια - αλλά η καταγωγή των βαριών ουσιών δεν ήταν καλά κατανοητή μέχρι τώρα,για αυτό και οι επιστήμονες είναι ενθουσιασμένοι διότι
"κάθε συγχώνευση μπορεί να παράγει μεγάλες ποσότητες από τα πολύτιμα μέταλλα της Γης όπως ο χρυσός και η πλατίνα και πολλά από τα σπάνια στοιχεία που βρίσκονται στα κινητά τηλέφωνα μας", δήλωσε ο  Edo Berger, του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge, Massachusetts
space.com

Σε τρεις επιστήμονες το Νόμπελ Φυσικής για την παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων

Περίπου 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, δύο μαύρες τρύπες συγκρούστηκαν, στέλνοντας κυματισμούς στο χωροχρόνο μέσω του σύμπαντος.

Τα κύματα αυτά,τα οποία είχε προβλέψει η Γενική Σχετικότητα, έμεναν επί 100 χρόνια απαρατήρητα, μέχρι στις 14 Σεπτεμβρίου 2015 στις 12:51 μ.μ. ώρα Ελλάδος.

Σε τρεις επιστήμονες, τους Rainer Weiss, Barry Barish και Kip Thorne απονεμήθηκε το Νόμπελ Φυσικής για την παρατήρηση των κυμάτων βαρύτητας.

Συγκεκριμένα απέσπασαν το κορυφαίο βραβείο για την έρευνα και την συνεισφορά τους στη βελτίωση του LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)

Το βραβείο απονεμήθηκε, κατά το ήμισυ στον Rainer Weiss και από κοινού στους Barry C. Barish και Kip S. Thorne.

Τα βαρυτικά κύματα αποτελούν πρόβλεψη της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, η βαρύτητα κάμπτει τον χωροχρόνο, και όσο πιο μεγάλη μάζα έχει ένα σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική επίδρασή του. 


Για την ιστορία: 

• 111 Νόμπελ Φυσικής έχουν δοθεί από το 1901 μέχρι σήμερα
• Μόνο 2 σε γυναικες, ενώ υπάρχει και ένα άτομο, ο Τζον Μπάρντιν που έχει πάρει το Νόμπελ Φυσικής δύο φορές. 
• Ο νεότερος βραβευμένος στην ιστορία του θεσμού ήταν ο Λόρενς Μπραγκ, ο οποίος τιμήθηκε με το όσκαρ φυσικής στα 25 του χρόνια. 

Τετάρτη θα δοθεί το Νόμπελ Χημείας και την Πέμπτη το βραβείο Νόμπελ για τη Λογοτεχνία. 

Με αφορμή την ανακοίνωση του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής 2017, o Διονύσης Π. Σιμόπουλος, Επίτιμος Διευθυντής του  Ευγενιδείου Πλανηταρίου κάνει τη δικιά του ανάλυση με θέμα: “Το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2017 για τον Εντοπισμό των Βαρυτικών Κυμάτων”.
Αναφέρει: «Η ύπαρξη Βαρυτικών Κυμάτων είναι μία από τις πλέον εντυπωσιακές προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας, που όμως έμεναν επί 100 χρόνια απαρατήρητα, μέχρις ότου στις 14 Σεπτεμβρίου 2015, στα δύο εργαστήρια LIGO (που είχαν δημιουργηθεί για τον εντοπισμό Βαρυτικών Κυμάτων) σήμανε συναγερμός! 

Τα δύο εργαστήρια, στη Λουϊζιάνα και στην Ουάσιγκτον σε απόσταση 3.000 χλμ. μεταξύ τους, είχαν μερικές μόνον ημέρες από τότε που είχαν τεθεί σε λειτουργία μετά την αναβάθμισή τους σε νέα επίπεδα ακρίβειας και ευαισθησίας, και με την πρώτη πέτυχαν διάνα!
Εκείνη την ημέρα (στις 12:51 μ.μ. ώρα Ελλάδος) εντόπισαν την σύγκρουση δύο “Μαύρων Τρυπών”, η μία με μάζα 36 ηλιακών μαζών και η άλλη με 29 ηλιακές μάζες σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. 
Λίγο πριν από την σύγκρουση οι δύο μαύρες τρύπες περιφέρονταν η μία γύρω από την άλλη 250 φορές το δευτερόλεπτο ενώ η ταχύτητα περιφοράς τους έφτανε τα 150.000 χλμ. το δευτερόλεπτο (το 50% της ταχύτητας του φωτός).
Με την σύγκρουση δημιουργήθηκε μία μεγαλύτερη μαύρη τρύπα η μάζα της οποίας εξαρτάται από την γεωμετρία και το σπιν της σύγκρουσης κι έτσι δεν είναι το σύνολο των επί μέρους μαύρων τρυπών γιατί ένα 5% περίπου εκπέμπεται με την μορφή της ενέργειας των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται κατά την σύγκρουση. 
Έτσι κι εδώ αντί των 65 ηλιακών μαζών είχαμε την δημιουργία μιας μαύρης τρύπας 62 ηλιακών μαζών. 

Οι τρεις “χαμένες” ηλιακές μάζες μετετράπησαν σε ενέργεια βαρυτικών κυμάτων η οποία ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία θα ήταν αντίστοιχη με την ενέργεια που εκπέμπουν ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια ήλιοι (10^21) ή 50 φορές όλοι οι γαλαξίες του Σύμπαντος!
Γιατί με βάση την περίφημη εξίσωση του Einstein (E=mc^2) εάν αντικαταστήσουμε το “m” με τις 3 ηλιακές μάζες (ένα συγκλονιστικά τεράστιο ποσό) πολλαπλασιαζόμενο με το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός (c^2) θα μας δώσει το αδιανόητο νούμερο που αντιστοιχεί στην ενέργεια που απελευθερώνουν ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια ήλιοι (10^21). Παρ’ όλα αυτά η παραμόρφωση που κατέγραψαν τα δύο συμβολόμετρα LIGO δεν υπερέβαινε τα τέσσερα χιλιοστά της διαμέτρου ενός πρωτονίου, ενώ η πιθανότητα κάποιου λάθους στη παρατήρηση αυτή ήταν μία στο εκατομμύριο, που στην ουσία αποτελεί μία βεβαιότητα! Ας πάρουμε, όμως, τα πράγματα από την αρχή.

Einstein και τα βαρυτικά κύματα
Όπως είναι γνωστό η μεγαλύτερη ανακάλυψη του Einstein ήταν η διαπίστωσή του πως η βαρύτητα δεν είναι στην πραγματικότητα μία δύναμη αλλά το αποτέλεσμα της παραμόρφωσης των τεσσάρων διαστάσεων του χωρόχρονου. 
Οποιοδήποτε μικρό ή μεγάλο κομμάτι ύλης, πλανήτης, άστρο, ή γαλαξίας, παραμορφώνει την δομή του χωρόχρονου γύρω του. 
Καθώς τα διάφορα αντικείμενα κινούνται μέσα στο Σύμπαν είναι σαν να κυλάνε μέσα, έξω, και γύρω απ' αυτές τις παραμορφώσεις, ενώ η κίνηση τους επηρεάζεται απ’ αυτές παρ’ όλο που δεν μπορούμε να τις δούμε. Αντίθετα, εκείνο το οποίο βλέπουμε είναι το αποτέλεσμα που έχει στα διάφορα αυτά αντικείμενα η επίδραση της φαινομενικά μυστηριώδους δύναμης που ονομάζουμε βαρύτητα, με άλλα λόγια “η ύλη λεει στο χωρόχρονο πώς θα καμπυλωθεί και ο βαθμός καμπύλωσης του χωρόχρονου υπαγορεύει στην ύλη πώς θα κινηθεί”, όπως τόσο χαρακτηριστικά έγραφε πριν από χρόνια ο αείμνηστος καθηγητής John Archibald Wheeler.

Τα τελευταία 100 χρόνια, η βαρυτική θεωρία του Einstein έχει γίνει αποδεκτή ως η πιο ικανοποιητική απ' όλες τις άλλες.
Επί πλέον η θεωρία αυτή περιλαμβάνει με τον καλύτερο τρόπο όλα όσα γνωρίζουν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες για τη βαρύτητα. 
Παρ’ όλα αυτά ακόμη κι αυτή άφηνε ορισμένα βασικά ερωτήματα αναπάντητα, όπως: η παραμόρφωση του χωρόχρονου συμβαίνει άραγε «αστραπιαία» ή μήπως μεταδίδεται με τη μορφή κυμάτων; 
Η αναζήτηση του Einstein για μια απάντηση στο ερώτημα αυτό, τον οδήγησε σε μία εκπληκτική εκτίμηση: ακριβώς όπως υπάρχουν κύματα φωτός που μεταφέρουν ενέργεια από μέρος σε μέρος, έτσι θα πρέπει να υπάρχουν και βαρυτικά κύματα τα οποία μεταφέρουν ενέργεια από τόπο σε τόπο. Θεώρησε δηλαδή ότι οι βαρυτικές δυνάμεις ακτινοβολούνται προς τα έξω σαν τα κύματα που δημιουργούνται από την πτώση μιας πέτρας στο νερό μιας λίμνης.

Οι αναζητήσεις του Einstein τον οδήγησαν δηλαδή σε μια εκπληκτική διαπίστωση: ακριβώς όπως τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δημιουργούνται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων και διαδίδονται στον χωρόχρονο, έτσι θα πρέπει να υπάρχουν και βαρυτικά κύματα που θα δημιουργούνται από τη βίαιη μετακίνηση μεγάλων μαζών και θα εμφανίζονται ως πτυχώσεις στη δομή του χωρόχρονου. 
Ο Einstein υπέθεσε ότι διάφορα καταστροφικά κοσμικά συμβάντα, όπως η τελική εκρηκτική κατάρρευση ενός ετοιμοθάνατου άστρου, ή η σπειροειδής σύμπτυξη ενός ζεύγους άστρων νετρονίων ή μαύρων τρυπών, θα πρέπει να εκπέμπουν κύματα βαρύτητας στο Διάστημα με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός.
Παρ’ όλα αυτά ο Einstein πίστευε ότι αφού η βαρύτητα είναι η πιο αδύναμη από τις θεμελιώδεις δυνάμεις, με ισχύ 100 τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων τρισεκατομμύρια φορές μικρότερη της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης (δύναμης), η επίδραση των βαρυτικών κυμάτων θα πρέπει να ήταν εξ ίσου αδύναμη οπότε δεν θα μπορούσαν ποτέ να γίνουν αντιληπτά. 
Γι’ αυτό, άλλωστε, και δεν είχαν εντοπιστεί μέχρι τώρα.
Κι έτσι η θεωρία του Einstein για τα βαρυτικά κύματα παρέμενε χωρίς αποδείξεις.

ο εντοπισμός των βαρυτικών κυμάτων
Κι όμως στις 11 Φεβρουαρίου 2016 η ομάδα ερευνητών στα εργαστήρια LIGO ανακοίνωσαν τα αποτελέσματα της παρατήρησης που έγινε στις 14 Σεπτεμβρίου 2015.
Και δεν έφτανε μόνον αυτό αφού στα μέσα Ιουνίου 2016 το LIGO ξαναχτύπησε και πάλι όταν οι ερευνητές του ανακοίνωσαν τον εντοπισμό ενός ακόμη σήματος που παρατηρήθηκε τα ξημερώματα της 26ης Δεκεμβρίου του 2015 και το οποίο προέρχονταν από την σύγκρουση, και τις τελευταίες 27 περιφορές πριν απ’ αυτή, δύο μικρότερων μαύρων τρυπών (14 και 8 ηλιακών μαζών) και σε απόσταση 1,4 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. 

Η δεύτερη αυτή σύγκρουση είχε σαν αποτέλεσμα την δημιουργία μιας μαύρης τρύπας 21 ηλιακών μαζών ενώ τα υλικά μιας ολόκληρης ηλιακής μάζας είχαν μετατραπεί, σε κλάσμα του δευτερολέπτου, σε βαρυτική ενέργεια η οποία έφτασε στη Γη με την μορφή κυματισμών στο χωροχρονικό συνεχές του Σύμπαντος και η οποία αντιστοιχεί με την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας ίσης μ’ αυτήν που εκπέμπουν ένα τρισεκατομμύριο γαλαξίες σαν τον δικό μας.

Ένα χρόνο αργότερα, στις 4 Ιανουαρίου 2017, παρατηρήθηκε ένα τρίτο σήμα το οποίο προέρχονταν κι αυτό από την σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών (αυτή τη φορά 31 και 19 ηλιακών μαζών). 
Το τέταρτο σήμα παρατηρήθηκε στα μέσα του περασμένου Αυγούστου και η ανακοίνωση του εντοπισμού του έγινε προ ημερών (27 Σεπτεμβρίου) στη συνάντηση των υπουργών επιστήμης και έρευνας των κρατών του G7 που έγινε στο Τορίνο της Ιταλίας, ενώ οι λεπτομέρειες της ανακάλυψης θα δημοσιευθούν στο περιοδικό Physical Review Letters της American Physical Society (https://dcc.ligo.org/LIGO-P170814/public/main). 

Τα βαρυτικά αυτά κύματα προέρχονταν από την σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών με μάζα 25 και 30 φορές την μάζα του Ήλιου μας σε απόσταση 1,8 δις ετών φωτός (προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Ηριδανού) και εντοπίστηκαν από τα τρία εργαστήρια στις 14 του περασμένου Αυγούστου. 
Εάν μάλιστα αληθεύουν και οι φήμες που κυκλοφόρησαν στα μέσα του περασμένου Αυγούστου τότε οι ανιχνευτές LIGO ίσως να εντόπισαν και μία πέμπτη σύγκρουση η οποία δημιούργησε βαρυτικά κύματα από την συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων (πάλσαρ) που αυτή τη φορά βρίσκονταν στον γαλαξία NGC4993 σε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Ύδρας.

άστρα νετρονίων ή πάλσαρ
Τέτοιου είδους συγκρούσεις ήταν αναμενόμενες από το 1974 όταν δύο αμερικανοί αστροφυσικοί, ο καθηγητής Joseph Taylor και ο μεταπτυχιακός του φοιτητής Russel Hulse, ανακάλυψαν συνολικά 40 νέα πάλσαρ, μεταξύ των οποίων κι ένα διπλό σύστημα άστρων νετρονίων. 

Σύμφωνα με την Γενική Σχετικότητα του Άλμπερτ Einstein τα δύο αυτά πάλσαρ θα έπρεπε να εκπέμπουν μεγάλες ποσότητες βαρυτικής ακτινοβολίας και ως εκ τούτου θα έπρεπε να χάνουν ενέργεια με αποτέλεσμα οι τροχιές τους να ελαττώνονται συνεχώς ενώ η περίοδος περιφοράς τους να μικραίνει αφού σύμφωνα με τον Einstein ένα τέτοιο διπλό αστρικό σύστημα εκπέμπει βαρυτικά κύματα. 

Παρ’ όλο που οι μεταβολές που μετρήθηκαν ήταν πάρα πολύ μικρές, εντούτοις αντιστοιχούσαν με μεγάλη ακρίβεια στις τιμές που προέβλεπε η Γενική Σχετικότητα, γεγονός που αποτελούσε μια έμμεση έστω ένδειξη ότι τα βαρυτικά κύματα που προέβλεψε ο Einstein έπρεπε όντως να υπάρχουν. 
Υπολογίστηκε μάλιστα ότι τα δύο αυτά άστρα νετρονίων θα συγκρουστούν σε περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια. 

Για την ανακάλυψή τους αυτή οι δύο ερευνητές έλαβαν το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1993, αφού ο εντοπισμός του διπλού αυτού πάλσαρ θεωρήθηκε ότι πρόσθετε ένα φυσικό εργαστήριο για την μελέτη της βαρύτητας και των βαρυτικών κυμάτων.

Είναι ήδη γνωστό ότι η ύπαρξη των πάλσαρ είναι αποτέλεσμα της απότομης και υπερβολικά γρήγορης βαρυτικής κατάρρευσης των υλικών της καρδιάς ενός γιγάντιου άστρου και στη τρομαχτική συμπίεση του αστρικού κέντρου. 

Κάτω από την τεράστια αυτή συμπίεση τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια συγχωνεύονται με τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια του πυρήνα με αποτέλεσμα την δημιουργία νετρονίων και νετρίνων. 
Κι ενώ τα νετρίνα δραπετεύουν άμεσα από το άστρο, μεταφέροντας μάλιστα και αρκετή από την ενέργειά του, τα νεοσχηματισμένα νετρόνια παραμένουν εκεί και ενώνονται με τα ήδη υπάρχοντα νετρόνια των ατομικών πυρήνων.
Αποτέλεσμα αυτής της συμπίεσης είναι η δημιουργία μιας σφαίρας μερικών χιλιομέτρων με την πιο λεία, στερεή επιφάνεια που έχει γνωρίσει ποτέ το Σύμπαν.
Βρισκόμαστε δηλαδή αντιμέτωποι μ’ ένα άστρο νετρονίων που περιστρέφεται σαν σβούρα δεκάδες ή και εκατοντάδες φορές κάθε δευτερόλεπτο.

Υλικά από ένα τέτοιο άστρο με μέγεθος όσο είναι το κεφάλι μιας καρφίτσας, θα "ζύγιζαν" ένα εκατομμύριο τόνους, όσο δέκα σύγχρονα αεροπλανοφόρα, ενώ ένα μωρό 5 κιλών στην επιφάνειά του θα "ζύγιζε" 50 εκατομμύρια τόνους! 
Αν η Γη μας είχε συμπιεστεί σε μια σφαίρα με την πυκνότητα που έχει ένα τέτοιο άστρο θα χωρούσε άνετα στο εσωτερικό του κλειστού Σταδίου "Ειρήνης και Φιλίας". 
Όταν λοιπόν δύο τέτοια άστρα νετρονίων βρεθούν το ένα δίπλα στο άλλο, αρχίζει ένας "ναπολιτάνικος χορός" που αργά ή γρήγορα θα καταλήξει στην σύγκρουσή τους και στη δημιουργία μιας Μαύρης Τρύπας με το 90% των υλικών των δύο πάλσαρ.
Κατά την διάρκεια όμως της σύγκρουσης μία ποσότητα υλικών ίση με χίλιες φορές τα υλικά της Γης μετατρέπονται σε βαρέα χημικά στοιχεία, ενώ συγχρόνως εκπέμπονται τεράστιες ποσότητες βαρυτικών κυμάτων καθώς και εκλάμψεις ακτίνων γάμα.

οι ανιχνευτές LIGO
Προς το παρόν οι ανιχνευτές LIGO είναι ό,τι καλύτερο διαθέτουμε για τον εντοπισμό των Βαρυτικών Κυμάτων. 

Καθένας από τους ανιχνευτές αυτούς αποτελείται από δύο κυλινδρικούς βραχίονες, κάθετους μεταξύ τους, με μήκος 4 χλμ. ο καθένας σε απόλυτο σχεδόν κενό που φτάνει να είναι ίσο με το ένα τρισεκατομμυριοστό της ατμοσφαιρικής πίεσης που επικρατεί στην επιφάνεια της θάλασσας.
Στο εσωτερικό των κυλίνδρων εκπέμπονται δέσμες ακτίνων λέιζερ που ανακλώνται συνεχώς από καθρέφτες με αποτέλεσμα η απόσταση των 4 χλμ. να αυξάνεται κατά 280 φορές κάνοντας έτσι το μήκος κάθε 

βραχίονα ουσιαστικά να είναι ίσο με 1.120 χλμ.
Μ’ αυτόν τον τρόπο μπορούμε να μετρήσουμε απειροελάχιστες διακυμάνσεις μέχρι και μήκους ενός δεκάκις χιλιοστού της διαμέτρου ενός πρωτονίου. 
Η διακύμανση αυτή είναι τόσο απειροελάχιστη ώστε η απόσταση μεταξύ της Γης και του πλησιέστερου άστρου σ’ εμάς μετά τον Ήλιο (του Εγγύτατου του Κενταύρου σε απόσταση 40 τρισεκατομμυρίων χλμ.) δεν υπερβαίνει το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!

Στην ουσία οι ανιχνευτές των εργαστηρίων LIGO δεν είναι τίποτε άλλο παρά τεράστια συμβολόμετρα, με τα οποία μελετάμε φαινόμενα συμβολής κυμάτων.
Πρόκειται δηλαδή για μία τεχνική που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην πιο απλή της μορφή το 1887 στο πείραμα "Michelson-Morley", αν και το LIGO είναι ουσιαστικά 144.000 φορές μεγαλύτερο εκείνου.
Σήμερα η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται ευρέως στην Αστρονομία, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση του συστήματος των 66 ραδιοτηλεσκοπίων ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου που είναι εγκατεστημένα στη Χιλή. 

Η δημιουργία δύο τέτοιων εργαστηρίων LIGO εγκατεστημένων σε τόσο μεγάλη απόσταση μεταξύ τους είναι απαραίτητη γιατί οι ανιχνευτές αυτοί είναι τόσο ευαίσθητοι ώστε μπορούν να καταγράψουν τους κραδασμούς από την διέλευση ενός φορτηγού στην περιοχή τους, μέχρι και τις διακυμάνσεις ενός μικρού σεισμού χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά. 
Η μεγάλη απόστασή τους χρησιμεύει επίσης και στον καλύτερο εντοπισμό της απόστασης της πηγής των βαρυτικών κυμάτων γιατί λόγω της απόστασης καταγράφονται οι ίδιες βαρυτικές ταλαντώσεις, αλλά με μια ελάχιστα μικρή χρονική καθυστέρηση ίση με δέκα χιλιοστά του δευτερολέπτου, ενώ η προσθήκη και του τρίτου εργαστηρίου στην Πίζα της Ιταλίας (VIRGO) βοηθάει ακόμη περισσότερο στον εντοπισμό.

Σε τελική ανάλυση η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων του LIGO μάς ανοίγει ένα καινούργιο παράθυρο ανακαλύψεων αφού μπορούμε να "ακούσουμε" για πρώτη φορά τους ψιθύρους του Σύμπαντος να μάς "μιλάνε", μια και οι συχνότητες των βαρυτικών αυτών κυμάτων είναι συχνότητες που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί.
Γιατί τα βαρυτικά κύματα μπορούν να περιγράψουν τη βίαιη προέλευσή τους, ενώ η συχνότητα και η ένταση τους στο χρόνο μας αποκαλύπτουν την ιστορία της πηγής που τα δημιούργησε, την μάζα, την ταχύτητα περιστροφής, το σχήμα της τροχιάς, την θέση της και την απόστασή της. 
Κι όχι μόνο, αφού μπορούν επίσης να μας αποκαλύψουν και το τι συνέβη στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη γέννηση του Σύμπαντος. 

Γιατί, όπως η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου είναι η ηλεκτρομαγνητική υπογραφή της Μεγάλης Έκρηξης, μπορεί να υπάρχει επίσης κι ένα υπόβαθρο βαρυτικών κυμάτων που ίσως να δημιουργήθηκε με την απότομη διόγκωση του Σύμπαντος στην φάση της πληθωριστικής του διαστολής στα πρώτα τρισεκατομμυριοστά του πρώτου δευτερολέπτου της ύπαρξής του.
Κι έτσι στο άμεσο μέλλον υπολογίζεται ότι θα υπάρξουν ακόμη πιο μεγάλες δυνατότητες απ’ ότι προηγουμένως αφού η έκταση των παρατηρήσεων των ανιχνευτών αυτών θα επεκταθεί με την δημιουργία κι άλλων ανιχνευτών όχι μόνο στην επιφάνεια της Γης αλλά και στο διάστημα (LISA). 
Στους επόμενους μήνες μάλιστα προβλέπεται ότι θα υπάρξουν πολλές ακόμη καταγραφές βαρυτικών κυμάτων, ενώ στα επόμενα δύο χρόνια τέτοιου είδους καταγραφές αναμένεται ότι θα γίνονται σε καθημερινή βάση εμπλουτίζοντας ουσιαστικά τις γνώσεις μας για το Σύμπαν. 
iefimerida.gr

Πώς τα βαρυτικά κύματα μπορούν να καταρρίψουν τον Αϊνστάιν και να μας οδηγήσουν στην κβαντική βαρύτητα

Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από τους ερευνητές του πειράματος LIGO,ανακηρύχθηκε ως η «σημαντικότερη για το 2016». 

Η επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν όμως, μπορεί να οδηγήσει σε ακόμα μεγαλύτερες ανακαλύψεις, ικανές να αλλάξουν τα δεδομένα στην σύγχρονη φυσική.

Μια από αυτές μάλιστα, ίσως και η σημαντικότερη, έρχεται αντίθετη με όσα υποστήριζε ο μεγαλύτερος επιστήμονας του 20ου αιώνα.

«Ο θεός δεν παίζει ζάρια» είχε δηλώσει ο Αϊνστάιν, σε μία από τις πιο γνωστές φράσεις του που έχουν μείνει στην ιστορία.

Στόχος του σπουδαίου φυσικού τότε, ήταν να διαχωρίσει την θέση του, αλλά και το έργο του, από την «τυχαιότητα» που κυριεύει την κβαντική μηχανική.

Μέσω των βαρυτικών κυμάτων όμως, βρέθηκαν σοβαρές ενδείξεις πως οι δύο σημαντικότερες θεωρίες της σύγχρονης επιστήμης μπορούν να συγχωνευτούν, δημιουργώντας μια νέα εποχή στην φυσική. Την εποχή την κβαντικής βαρύτητας!

Το «πάντρεμα» δύο... ασύμβατων θεωριών

Ηδη από το σχολείο μαθαίνουμε πως κάθε αντικείμενο στη φύση αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια.

Συνήθως, στο λύκειο μαθαίνουμε μέχρι τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια.

Αν συνεχίζαμε ωστόσο, θα βλέπαμε ότι μπορούμε να φτάσουμε σε ακόμα μικρότερες συστατικές μονάδες.

Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία και την κλίμακα του Πλάνκ, αν συνεχίσουμε αυτήν την διαίρεση, ψάχνοντας κάθε φορά τα συστατικά των... συστατικών, θα φτάσουμε εν τέλει στο «πάτο» της κβαντικής θεωρίας, ανακαλύπτοντας το μικρότερο δυνατό χώρο, το μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα, αλλά και θεμελιώδη σωματίδια από τα οποία δημιουργείται οτιδήποτε άλλο. 

Εάν καταφέρουν να βρουν τα παραπάνω, τότε οι φυσικοί θα προχωρήσουν σε μια ανακάλυψη που θα αλλάξει για πάντα την επιστήμη τους.

Πέρα από ότι θα βρουν τα δομικά στοιχεία του κόσμου, θα χτίσουν μια γέφυρα που θα ενώνει τις δύο σημαντικότερες θεωρίες στην φυσική.

Στην Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν, το σύμπαν είναι ομαλό και συνεχές, χωρίς άτμητες θεμελιώδεις μονάδες.

Η διαφορές ανάμεσα στις δύο θεωρίες είναι εμφανείς, ενώ προδίδουν και τον λόγο που έχουν μείνει ξέχωρες, παρά την τεράστια προσπάθεια των επιστημόνων.

Τώρα όμως, ίσως βρέθηκε η χρυσή τομή. 

Η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων από το πείραμα LIGO απέδειξε πως η θεωρία του Αϊνστάιν είναι σωστή και αδιαμφισβήτητη.

Ο σπουδαίος φυσικός μάλιστα είχε προβλέψει ακόμα και τον τρόπο που μπορούν να ανιχνευτούν τα βαρυτικά κύματα (σύγκρουση μαύρων τρυπών).

Παρόλα αυτά, τρεις φυσικοί πρόσφατα ισχυρίστηκαν πως η ανακάλυψη της χρονιάς μπορεί να ισοδυναμεί με κάποιες «αστοχίες» της Γενικής Σχετικότητας, αλλά και με την ύπαρξη της Κβαντικής Βαρύτητας!

Πώς τα βαρυτικά κύματα μας έφεραν πιο κοντά στην Κβαντική Βαρύτητα

Η ύπαρξη των μαύρων τρυπών, αν και δεν προβλέφθηκαν από τον Αϊνστάιν, αποδεικνύονται μέσα από την θεωρία του.

Την ίδια στιγμή, η μυστήρια φύση των μαύρων τρυπών συχνά εμφανίζει ιδιότητες της κβαντομηχανικής, κάνοντας τους φυσικούς να εξετάζουν τις δυνατότητές τους για να αποκαλύψουν κάτι σχετικό με την κβαντική βαρύτητα.

Αυτές οι ιδιότητες κυρίως εμφανίζονται στο εξωτερικό όριο μιας μαύρης τρύπας, τον «ορίζοντα γεγονότων» σύμφωνα με την Γενική Σχετικότητα, πίσω από τον οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από μια μαύρη τρύπα.

Η θεωρία του Αϊνστάιν μπορεί με ακρίβεια να προβλέψει το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας, όχι όμως και όσα συμβαίνουν στον πυρήνα της.

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από το πείραμα LIGO, οι Jahed Abedi, Hannah Dykaar και Niayesh Afshordi, βρήκαν σημαντικές ενδείξεις πως η Σχετικότητα μπορεί να καταρρέει ακόμα και στον ορίζοντα γεγονότων.

Η χρήση κβαντικής μηχανικής και το «πάντρεμα» των δύο θεωριών μπορεί να δώσει την λύση!

Σύμφωνα με την Γενική Σχετικότητα, ο ορίζοντας γεγονότων είναι μια ομαλή και απείρως λεπτή επιφάνεια, όπου κάθε δεδομένη στιγμή μπορούμε να βρισκόμαστε είτε πίσω από αυτή, πέφτοντας μέσα στην τρύπα, είτε μπροστά της, αντικρίζοντας την άβυσσο.

Αντιθέτως, στην κβαντική μηχανική, ο ορίζοντας γεγονότων είναι ουσιαστικά ένα «τείχος προστασίας» των σωματιδίων, που στιγμιαία εμφανίζονται και εξαφανίζονται.

Μέσα από το τείχος, τα πάντα εξαφανίζονται. 

Οταν δύο τρύπες συγκρούονται, όπως στην περίπτωση που ανίχνευσε το πείραμα LIGO, δημιουργούν μια ακόμα μεγαλύτερη μαύρη τρύπα, αλλά και τεράστια ποσά ενέργειας τα οποία δημιουργούν βαρυτικά κύματα.

Σύμφωνα με όσα προέβλεπε ο Αίνστάιν, τα κύματα αυτά θα έπρεπε να είχαν «απελευθερωθεί» άμεσα και ταυτόχρονα στο διάστημα.

Από την άλλη, η κβαντική θεωρία θέλει κάποια από αυτά να παγιδεύονται από το τείχος, να ανακλούν μέσα στην μαύρη τρύπα και εν τέλει να βγαίνουν προς τα έξω με καθυστέρηση, δημιουργώντας μια ιδιόμορφη ηχώ. 

Το πείραμα, οι πρώτες ενδείξεις και η «νέα σελίδα» στην φυσική

Δημιουργώντας συνθήκες προσομοίωσης ενός τείχους ανάλογου με αυτό που προβλέπει η κβαντική θεωρία, οι τρεις φυσικοί παρατήρησαν πως τα δεδομένα του πειράματος LIGO είναι πολύ κοντινά με αυτά που βρήκαν στους υπολογιστές τους.

Είναι αυτή η πρώτη ένδειξη της κβαντικής βαρύτητας που εντοπίζει ο άνθρωπος; 

Σύμφωνα με τους ειδικούς, τα ευρήματα των τριών φυσικών έχουν πολύ μεγάλη... βαρύτητα, αλλά ακόμα δεν μπορούν να θεωρηθούν ως «αποδεικτικά στοιχεία» για την ύπαρξη της κβαντικής βαρύτητας.

Τα πιθανά σφάλματα στις μετρήσεις μπορεί να έχουν δημιουργήσει μια μεγάλη σύγχυση.

Παρόλα αυτά, η εργασία των Jahed Abedi, Hannah Dykaar και Niayesh Afshordi κρίνεται τόσο ορθή, ώστε να μην μπορεί να απορριφθεί.

 Στέκεται λοιπόν εκεί, έτοιμη να καταρρίψει τους ισχυρισμούς του Αϊνστάιν!

 Ετοιμη να ανοίξει ένα νέο κόσμο στην φυσική, παντρεύοντας τις δύο μεγαλύτερες θεωρίες της σύγχρονης επιστήμης. 

iefimerida.gr

Ανακάλυψη επιβεβαιώνει τη θεωρία του Αϊνστάιν

Aνιχνεύσαμε βαρυτικά κύματα. Τα καταφέραμε!

Με αυτή τη λιτή αναφώνηση ο επικεφαλής του πειράματος αστροφυσικής της ομάδας LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), Ντέιβιντ Ράιτζε, ανακοίνωσε σε ειδικό συνέδριο στην Ουάσινγκτον αυτό που η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα περίμενε εδώ και πολλά χρόνια:

την πειραματική επαλήθευση της τελευταίας ψηφίδας της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας.

Τη θεωρία που αποτέλεσε σταθμό για τη σύγχρονη φυσική, είχε αναπτύξει πριν από 100 περίπου χρόνια ο Άλμπερτ Αϊνστάιν. Ωστόσο ένα τμήμα της παρέμενε μέχρι σήμερα άλυτος γρίφος σε πειραματικό επίπεδο για γενιές αστροφυσικών.

Αυτή η μικρή αλλά καθοριστικής σημασίας πτυχή της θεωρίας του Αϊνστάιν αφορούσε με λίγα λόγια την πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων στο σύμπαν, τα οποία ο ίδιος γερμανός φυσικός είχε περιγράψει ως «ρυτιδώσεις στο φάσμα του χωροχρόνου».

Για πολλούς επιστήμονες η σπουδαιότητα της σημερινής ανακάλυψης μπορεί να συγκριθεί μόνο με την επιστημονική επανάσταση που έφερε ο Γαλιλαίος με την περίφημη ρήση του για τη γη «Κι όμως κινείται!».

Για άλλους η ανακάλυψη αυτή εντάσσεται σε μια σειρά εξίσου σημαντικών ανακαλύψεων στο πεδίο της αστροφυσικής που έχουν λάβει χώρα τελευταία χρόνια, με κυριότερη την ανίχνευση του μποζονίου Χιγκς, γνωστού και ως «σωματίδιου του Θεού», το 2012.

Μια θεωρία 100 χρόνων

Όπως ανέφερε ο επικεφαλής του πειράματος στη σημερινή συνέντευξη Τύπου, οι αστροφυσικοί της ομάδας LIGO έφτασαν στην ανακάλυψη αυτή ήδη από τις 12 Σεπτεμβρίου 2015, όταν οι ανιχνευτές τους κατέγραψαν για πρώτη φορά στην ιστορία της αστροφυσικής βαρυτικά κύματα που προέρχονταν από τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών.

Σύμφωνα με τον Ράιτζε, αυτό ακριβώς είχε περιγράψει σε θεωρητικό επίπεδο αναφορικά με τις μαύρες τρύπες ο Αϊνστάιν πριν από έναν αιώνα.

«Οι εν λόγω μαύρες τρύπες έχουν μάζα 30πλάσια από τη μάζα του ήλιου και βρίσκονται 1.3 δις έτη φωτός μακριά», είπε χαρακτηριστικά.

Για τις ανάγκες του πειράματος χρησιμοποιήθηκαν δύο όμοιοι ανιχνευτές που κατέγραφαν αδιάλειπτα δεδομένα επί σειρά ετών, έχοντας ως βάση την Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα.

Χάρη σε αυτούς τους ανιχνευτές ακριβείας οι ερευνητές κατάφεραν να καταγράψουν απειροελάχιστες συμπαντικές δονήσεις, οι οποίες πειραματικά αποδείχθηκε ότι προέρχονταν από διερχόμενα βαρυτικά κύματα.

Αυτές ακριβώς τις δονήσεις είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν, ο οποίος τις είχε μάλιστα παρομοιάσει γλαφυρά με τα καμπυλόμορφα σχήματα που δημιουργούνται στην επιφάνεια του νερού όταν ρίχνουμε μια πέτρα.

Οι προβλέψεις του δεν μπορούσαν όμως να επαληθευτούν πειραματικά.

Προς Νομπέλ Φυσικής

Δίχως αμφιβολία η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων ανοίγει νέους ορίζοντες για τη μελέτη ακόμη και των πιο περίπλοκων συμπαντικών φαινόμενων, ενώ αναμένεται να αλλάξει άρδην τον τρόπο υπολογισμού μεγεθών που αφορούν μακρινά άστρα, γαλαξίες ακόμη και μαύρες τρύπες.

Σύμφωνα με αστροφυσικούς η επαλήθευση της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων αναμένεται επίσης να συμβάλει σημαντικά στην κατανόηση της γένεσης του ίδιου του σύμπαντος, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Οι επιστήμονες που συμμετείχαν στην ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων είναι πολύ πιθανό να λάβουν το επόμενο Νομπέλ Φυσικής.

Στο συγκεκριμένο πείραμα συμμετείχαν εδώ και τέσσερεις δεκαετίες αστροφυσικοί όχι μόνο από το LIGO αλλά και από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) καθώς και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT)

...................

www.efsyn.gr

ΗΠΑ: Σχέδια για την αναβάθμιση των δίδυμων «κυνηγών» βαρυτικών κυμάτων

Στην περίπτωση του Advanced LIGO, η αρχή της αβεβαιότητας σημαίνει πως όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της έντασης των δεσμών, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της φάσης των κυμάτων φωτός, από την οποία προκύπτουν οι ανιχνεύσεις των κυμάτων.

με τις δύο πανομοιότυπες διατάξεις του, στην Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα των ΗΠΑ, το πείραμα Advanced LIGO έχει ήδη γράψει ιστορία στη φυσική, αφού στις αρχές Φεβρουαρίου κατάφερε για πρώτη φορά να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα.

Αυτό ωστόσο κάθε άλλο παρά σημαίνει πως το πείραμα ολοκλήρωσε την αποστολή του. Αντίθετα, όχι μόνο οι διατάξεις συνεχίζουν να αναζητούν βαρυτικά κύματα, αλλά οι επιστήμονες εξετάζουν ήδη τρόπους για να τις αναβαθμίσουν, ώστε να αυξήσουν την ευαισθησία του πειράματος.

Τέτοιοι προτεινόμενοι τρόποι τέθηκαν στο τραπέζι την περασμένη εβδομάδα, σε συνάντηση που οργάνωσε γι’ αυτό τον σκοπό η Ένωση Αμερικανών Φυσικών στο Salt Lake City. Με δεδομένο πως το Advanced LIGO βασίζεται στην απειροελάχιστη παραμόρφωση των αποστάσεων που προκαλούν τα βαρυτικά κύματα, στη συνάντηση κατατέθηκαν ιδέες για το πώς θα μπορούν να ανιχνευθούν παραμορφώσεις μικρότερες από το 0,01% της διαμέτρου του πρωτονίου.

Κάθε ανιχνευτής του Advanced LIGO αποτελείται από δύο σήραγγες μήκους 4 χιλιομέτρων, οι οποίες είναι κάθετες μεταξύ τους. Στην κοινή τους βάση, μία συσκευή διαιρεί μία δέσμη λέιζερ, στέλλοντας από μία σε κάθε σήραγγα. Κάθε δέσμη θα διατρέξει τη σήραγγα, θα ανακλασθεί στο άκρο από ένα κάτοπτρό, και θα επιστρέψει.

Αν οι δέσμες ταξιδέψουν ίσες αποστάσεις, τότε θα γυρίσουν ταυτόχρονα πίσω στη βάση. Αν όμως περάσει από τη διάταξη κάποιο βαρυτικό κύμα, τότε αυτό θα αλλοιώσει τις αποστάσεις που διανύουν οι δέσμες – μία αλλαγή που μπορούν να ανιχνεύσουν οι επιστήμονες.

Όπως είναι φυσικό, για να μετρηθούν τόσο μικρές παραμορφώσεις, θα πρέπει να ξεπερασθούν αρκετά τεχνικά προβλήματα. Πρώτο και καλύτερο, το γεγονός ότι μία απειροελάχιστη δόνηση, ακόμη και από ένα αυτοκίνητο που περνά από την περιοχή, μπορεί να μετακινήσει ελαφρώς τα κάτοπτρα και επομένως να γίνει αιτία για πειραματικό σφάλμα.

Μία στρατηγική για να απομονωθούν ακόμη πιο αποτελεσματικά οι διατάξεις από τέτοιους τοπικούς «θορύβους» είναι τα κάτοπτρα να μην αγγίζουν το έδαφος, αλλά να αιωρούνται κρεμασμένα από σκαλωσιές. Παράλληλα, σεισμογράφοι θα καταμετρούν την παραμικρή μετακίνηση του εδάφους, ώστε σε πραγματικό χρόνο να μεταβάλλεται η θέση των κατόπτρων για να παραμείνει  σταθερή η απόστασή τους από την κοινή βάση.

Μία τέτοια λύση, όμως, θα σήμαινε πως τα κάτοπτρα δεν θα επηρεάζονταν από τα τοπικά μικροτραντάγματα, αλλά μόνο από τις δονήσεις που προέρχονται από μεγάλες αποστάσεις – ακόμη κι από έναν σεισμό με επίκεντρο την Αυστραλία. Επομένως, για να λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο και οι σεισμογράφοι, και αυτοί δεν θα έρχονται σε επαφή με το έδαφος, αλλά θα αιωρούνται επίσης κρεμασμένοι από ειδικές σκαλωσιές.

Εκτός από τεχνικά προβλήματα όπως το παραπάνω, για να αυξηθεί η ευαισθησία του πειράματος θα πρέπει να λυθεί ένα ακόμη πιο θεμελιώδες εμπόδιο, το οποίο προέρχεται από την κβαντική φυσική. Ο λόγος είναι πως, στην περίπτωση βαρυτικών κυμάτων πάνω από μία συγκεκριμένη συχνότητα (περίπου 1 kHz), μπαίνουν περιορισμοί από την αρχή της απροσδιοριστίας. 

Αυτό το βασικό αξίωμα της κβαντομηχανικής, το οποίο διατύπωσε ο Γερμανός Βέρνερ Χάιζενμπεργκ τη δεκαετία του 1920, έχει εφαρμογή σε συγκεκριμένα ζεύγη φυσικών μεγεθών, όπως για παράδειγμα στη θέση και την ορμή, βάζοντας ένα όριο στην ακρίβεια των μετρήσεών τους. Έτσι, για παράδειγμα, όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της θέσης ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της ταχύτητάς του.

Στην περίπτωση του Advanced LIGO, η αρχή της αβεβαιότητας σημαίνει πως όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της έντασης των δεσμών, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της φάσης των κυμάτων φωτός, από την οποία προκύπτουν οι ανιχνεύσεις των κυμάτων.

Για να παρακαμφθεί το αξίωμα, Δανοί φυσικοί πρότειναν οι δέσμες να περνούν μέσα από έναν ειδικό κρύσταλλο. Το αποτέλεσμα θα είναι να μπορεί να μετρηθεί η φάση των κυμάτων με μικρότερο σφάλμα, «εις βάρος» της ακρίβειας κατά τη μέτρηση της έντασης.

Μαζί με τις υπόλοιπες ιδέες, η τεχνική αυτή θα αξιοποιηθεί στην επόμενη φάση βελτιώσης του Advanced LIGO. Όταν έγινε η προηγούμενη αναβάθμιση του πειράματος, η οποία ολοκληρώθηκε τον περασμένο φθινόπωρο και κόστισε 200 εκατομμύρια δολάρια, δεν ήταν έτοιμη για να εφαρμοσθεί.

πηγή:http://www.naftemporiki.gr

10 ερωτήσεις και απαντήσεις για τα βαρυτικά κύματα

Η 11η Φεβρουαρίου 2016 αποτελεί αναμφίβολα μια ιστορική μέρα για την επιστημονική κοινότητα.

Ο διευθυντής του επιστημονικού πειράματος LIGO ανακοίνωσε επίσημα την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων.

Τα βαρυτικά κύματα είχαν προβλεφθεί από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Ας προσπαθήσουμε με τη βοήθεια δέκα ερωτοαπαντήσεων να κάνουμε προσιτή στο ευρύ κοινό την έννοια των περιβόητων βαρυτικών κυμάτων και να εξηγήσουμε πως έφτασαν οι επιστήμονες στην άμεση καταγραφή τους μετά από χρόνια ερευνών.

1)Τι είναι η βαρύτητα;

Η βαρύτητα είναι μια εκ των τεσσάρων δυνάμεων που υπάρχουν στη φύση και η ασθενέστερη από αυτές.

Η βαρύτητα είναι αυτή που μας κρατάει στο έδαφος,διατηρεί τη σελήνη σε τροχιά και γενικότερα κυριαρχεί στον κόσμο μας.

2)Τι ονομάζουμε βαρυτικό πεδίο;

Βαρυτικό πεδίο είναι ο χώρος εκείνος μέσα στον οποίο κάθε μάζα δέχεται μια δύναμη.

Για παράδειγμα, το γήινο βαρυτικό πεδίο έχει ως πηγή τη μάζα της Γης και ασκεί μια ελκτική δύναμη (βαρυτική έλξη) σε κάθε σώμα που εισέρχεται σε αυτό, είτε αυτό είναι ένα μικρό αντικείμενο είτε είναι η Σελήνη ή κάποιος από τους πλανήτες.

3)Πώς ορίζεται ο τετραδιάστατος χωροχρόνος;

Στη θεωρία της Σχετικότητας ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι και τη θέση του τρισδιάστατου (μήκος,πλάτος,ύψος) χώρου έχει πάρει ο τετραδιάστατος (μήκος,πλάτος,ύψος,χρόνος). Χωροχρόνος.

Σύμφωνα με τη θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν (μιας νέας θεωρίας της βαρύτητας μετά από αυτήν του Νεύτωνα) ο χώρος δεν είναι μια περιοχή που στερείται κάθε ιδιότητας,αλλά ένα ευλύγιστο μέσο που είναι σε θέση να κάμπτεται και να συστρέφεται.

Ο τρόπος με τον οποίο κάμπτεται και συστρέφεται είναι αυτός που ουσιαστικά διαμορφώνει ένα βαρυτικό πεδίο.

Η γενική σχετικότητα είναι μια γεωμετρία ενός καμπυλωμένου τετραδιάστατου χωροχρόνου.

4)Τι εννοούμε λέγοντας ότι η παρουσία μιας μάζας καμπυλώνει ή στρεβλώνει το χωροχρόνο;

Τα φαινόμενα βαρύτητας είναι στην ουσία τα εξογκώματα,τα βαθουλώματα και οι παραμορφώσεις του χωροχρόνου.

Είναι βέβαια δύσκολο για τον ανθρώπινο νου να συλλάβει τα βαθουλώματα και τα εξογκώματα στον τετραδιάστατο χωροχρόνο.

Ένα απλοποιημένο ανάλογο παράδειγμα στις δύο διαστάσεις που σίγουρα θα βοηθήσει είναι ένα υδατόστρωμα (ή και ένα επίπεδο δίχτυ) στο κέντρο του οποίου είναι τοποθετημένη μια σφαίρα.

Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα της σφαίρας τόσο μεγαλύτερη θα είναι η τοπική καμπύλωση που προκαλεί αυτή στη δισδιάστατη επιφάνεια(υδατόστρωμα).

Η καμπυλότητα αυτή σύμφωνα με τον Αϊνστάιν αποτελεί έκφραση της ύπαρξης του βαρυτικού πεδίου.

Αν υπάρχει μια άλλη δεύτερη σφαίρα που κυλάει μακριά από την πρώτη, τότε θα διαγράψει μια ευθύγραμμη πορεία ενώ αν κινείται κοντά θα διαγράψει μια καμπύλη τροχιά μιας και θα κινείται στη βαθουλωμένη επιφάνεια.

5)Πώς δημιουργούνται τα βαρυτικά κύματα;

Ας χρησιμοποίησουμε και πάλι το δισδιάστατο παράδειγμα του υδατοστρώματος.

Αν θέσουμε σε κίνηση την αρχικά ακίνητη σφαίρα στο κέντρο του υδατοστρώματος, θα διαδοθεί στην επιφάνειά του μια διαταραχή υπό τη μορφή κυμάτων προκαλώντας ρυτιδώσεις(βαθουλώματα και εξογκώματα).

Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα που θα τεθεί σε κίνηση τόσο πιο μεγάλη θα είναι η διαταραχή και τόσο πιο έντονα τα κύματα.

Έτσι και στο χωροχρόνο του σύμπαντος, η επιτάχυνση μιας μάζας παράγει βαρυτική ακτινοβολία που μπορεί να θεωρηθεί ως ένας κυματισμός της χωροχρονικής καμπυλότητας που διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός.

Κάτι ανάλογο συμβαίνει στην Ηλεκτρομαγνητική θεωρία,όπου η επιτάχυνση ενός φορτισμένου σωματιδίου παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία(φως,ραδιοκύματα,ακτίνες X κτλ.)

6)Γιατί είναι δύσκολο να ανιχνευθούν τα βαρυτικά κύματα;

Σε αντίθεση με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που είναι ανιχνεύσιμα (ανθρώπινο μάτι,κεραίες τηλεοράσεων,κινητών τηλεφώνων κτλ.), τα βαρυτικά κύματα δύσκολα μπορούν να ανιχνευθούν.

Ακόμα και οι οι πιο ισχυρές βαρυτικές διακυμάνσεις δημιουργούν πολύ μικρές παραμορφώσεις στον χωροχρόνο φτάνοντας στη Γη.

Η αλληλεπίδραση των βαρυτικών κυμάτων με την ύλη είναι αμελητέα και οι παραμορφώσεις που αυτά προκαλούν στα σώματα είναι απειροελάχιστες.

7)Ποιες είναι οι πιθανές πηγές ανιχνεύσιμων βαρυτικών κυμάτων;

Βαρυτικά κύματα υπάρχουν παντού γύρω μας.

Κουνώντας για παράδειγμα κάποιος το χέρι του μπρος-πίσω δημιουργεί ένα βαρυτικό κύμα το οποίο δεν είναι βέβαια καθόλου ισχυρό.

Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα που έχει ένα σώμα που επιταχύνεται και όσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνσή του, τόσο πιο ισχυρό είναι το βαρυτικό κύμα.

Αστροφυσικά φαινόμενα τα οποία οδηγούν σε μεγάλη παραγωγή βαρυτικής ακτινοβολίας είναι οι εκρήξεις σουπερνόβα (εκρήξεις που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής των αστέρων),η επισώρευση ενός αστέρα σε μια μεγάλη μαύρη τρύπα (σκοτεινά σώματα με πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο που δεν επιτρέπουν ούτε στο φως να ξεφύγει1) στο κέντρο ενός γαλαξία ή ενός αστρικού σμήνους,η συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων(είδος αστρικού κατάλοιπου που προκύπτει από τη βαρυτική κατάρρευση ενός αστέρα πολύ μεγάλης μάζας) ή δύο μαύρων τρυπών που κινούνται σε γειτονικές τροχιές.

8)Πώς μπορούν να ανιχνευθούν τα βαρυτικά κύματα;

Όταν το βαρυτικό κύμα περάσει μέσα από την ύλη,οι κυματισμοί στη χωροχρονική καμπυλότητα θα ασκήσουν «δυνάμεις» στην ύλη.

Πιο συγκεκριμένα, ένα βαρυτικό κύμα που προσπίπτει κάθετα στη Γη σε μια περιοχή που έχουμε τοποθετήσει δύο ράβδους σε σχήμα «L»,θα μεταβάλλει με συγκεκριμένο και ρυθμικό τρόπο το μήκος των δύο ράβδων.

Όταν το μήκος της μιας ράβδου θα μειώνεται, της άλλης θα αυξάνεται και αντίστροφα,με έναν συγκεκριμένο ρυθμό που καθορίζεται από το κύμα.

Οι συσκευές ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων πρέπει να εντοπίσουν αυτές τις απειροελάχιστες παραμορφώσεις των ράβδων οι οποίες και αποτελούν ένδειξη της διέλευσης ενός βαρυτικού κύματος.

9)Πού υπάρχουν σήμερα ανιχνευτές βαρυτικής ακτινοβολίας;

Κοντά στην Πίζα της Ιταλίας υπάρχει μια κατασκευή ανιχνευτών βαρυτικής ακτινοβολίας (VIRGO) ενώ το αμερικανικό πρόγραμμα (LIGO) αποτελείται από δύο ανιχνευτές που βρίσκονται στις πολιτείες της Λουιζιάνα και της Ουάσινγκτον αντίστοιχα.

Ανιχνευτές έχουν τεθεί σε λειτουργία στο Αννόβερο της Γερμανίας και στο Κιότο της Ιαπωνίας.

Στο μέλλον ανιχνευτές βαρυτικής ακτινοβολίας αναμένεται να τοποθετηθούν και στο διάστημα(LISA).

10)Ποια είναι η σημασία της ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων;

Η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα μας δώσει πληροφορίες για φαινόμενα τα οποία πιθανόν να συμμετέχει και μια μαύρη τρύπα.

Η Αστρονομία Βαρυτικών Κυμάτων ίσως να προσφέρει ένα τρόπο για να ανιχνευθούν οι μαύρες τρύπες.

Αν η πιθανή πηγή την βαρυτικών κυμάτων είναι ένα διπλό σύστημα αστέρων νετρονίων θα εξαχθούν πολλές πληροφορίες για την μάζα του συστήματος και για την ακτίνα των αστέρων νετρονίων.

Θα επιτραπεί επίσης στους επιστήμονες να μελετήσουν τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων και τις αλληλεπιδράσεις τους σε υψηλές πυκνότητες που είναι αδύνατον να παραχθούν εργαστηριακά.

Εν κατακλείδι,η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα μας δώσει τη δυνατότητα,να ανακαλύψουμε πολλά από τα ανεξερεύνητα ως τώρα μυστικά του Σύμπταντος!

...........................

Βιβλιογραφία/ Παραπομπές

-Διονύσης Σιμόπουλος,Οδηγός Παράστασης Μαύρες Τρύπες,Ίδρυμα Ευγενίδου

-Paul G.Hewitt,Οι έννοιες της Φυσικής,Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

-Robert M.Wald,Χώρος,Xρόνος και Bαρύτητα,Εκδόσεις Πουκαμισάς

-Στεργιούλας Νίκος,Κόκκοτας Κώστας,Τα κύματα της βαρύτητας,Άρθρο στο Βήμα (04-01-2015)

πηγή:http://www.huffingtonpost.gr/iieiieieiie-iiieiieiiiiie/10-_18_b_9230274.html

Νέες φήμες ότι τα βαρυτικά κύματα έχουν εντοπιστεί

Τα βαρυτικά κύματα μπορεί να έχουν εντοπιστεί για πρώτη φορά, αλλά εμείς δεν θα γνωρίζουμε με βεβαιότητα μέχρι τις 11 Φλεβάρη 2016, 

όταν οι επιστήμονες θα πρέπει είτε να επιβεβαιώσουν ή να διαλύσουν τις φήμες.
Η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα είναι άνευ προηγουμένου.

Όποιος τα βρει είναι επίσης πιθανό να πάρει το βραβείο Νόμπελ,

δεδομένου ότι το φαινόμενο αυτό θα επιβεβαιώσει ένα από τα τελευταία κομμάτια της διάσημης θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν.
Επιβεβαιώνοντας ότι υπάρχουν θα πει ότι είμαστε ακόμα στο σωστό δρόμο για την κατανόηση του πώς λειτουργεί το σύμπαν.

Αν αποτύχει η ανακάλυψη τους ύστερα από την αναζήτηση τους,

όλα αυτά τα χρόνια,

θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι πρέπει να επανεξετάσουμε για μια καλύτερη εξήγηση για τη βαρύτητα, ή να ξανασκεφτούμε να κάνουμε πιο ευαίσθητα πειράματα, ή ότι απλά δεν έχουμε ψάξει αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα.
«Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στον ιστό του χωροχρόνου, από βίαια κοσμικά φαινόμενα και διαδίδονται στο διάστημα με την ταχύτητα του φωτός και που προβλέφθηκαν από τον Αϊνστάιν πριν από 100 χρόνια," 

είπε ο Szabi Marka, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, στο Tech Insider.

"Μπορούν να δημιουργηθούν κατά τη διάρκεια της γέννησης και σύγκρουσης των μαύρων τρυπών, και μπορεί να μας φτάσει από μακρινούς γαλαξίες."
Οι μαύρες τρύπες είναι τα πυκνότερα, πιο ισχυρά βαρυτικά αντικείμενα που υπάρχουν - έτσι, μια σπάνια αλλά βίαιη σύγκρουση μεταξύ δύο τρυπών, θα πρέπει να προκαλέσει μια έκρηξη των βαρυτικών κυμάτων που θα μπορούσε να ανιχνευτεί εδώ στη Γη.
Τα συγκρουόμενα άστρα νετρονίων και τα τεράστια άστρα που εκρήγνυνται, που ονομάζονται σουπερνόβα, θεωρούνται ότι δημιουργούν ανιχνεύσιμα βαρυτικά κύματα, επίσης.
Ωστόσο, οποιοδήποτε είδος σήματος έχει διαφύγει από τα φωτεινότερα μυαλά του πλανήτη και τα πιο προηγμένα πειράματα για δεκαετίες.
Μέχρι τώρα - ίσως.
Ο τελευταίος που ρίχνει τροφή στις φήμες των τελευταίων μηνών είναι ο Κλίφορντ Μπέργκες, θεωρητικός φυσικός του διάσημου Perimeter Institute στο Γουοτερλού του Καναδά και του γειτονικού Πανεπιστημίου McMaster.

O Μπέργκες έστειλε email στους συναδέλφους και φοιτητές του, ενημερώνοντάς τους ότι η επίσημη ανακοίνωση της ανακάλυψης μάλλον θα γίνει στις 11 Φεβρουαρίου στην επιθεώρηση «Nature».

Ο ίδιος το έμαθε από «κατασκόπους» που έχουν δει το κείμενο της δημοσίευσης, λέει ο καθηγητής, κλείνοντας το μήνυμα με ένα ενθουσιώδες «Ζήτω! (ελπίζω)».

Το email σύντομα διαδόθηκε, καθώς αναρτήθηκε στο Twitter από συνάδελφο του υπό τη μορφή συνημμένης εικόνας.
Όπως γράφει ο Μπέργκες, οι ερευνητές του LIGO θα αναφέρουν ότι η στατιστική αξιοπιστία της ανακάλυψης φτάνει τα «5,1 σίγμα», πάνω από το όριο των 5 σίγμα που θεωρείται συνήθως το στάνταρτ για την επιβεβαίωση ανακαλύψεων στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής.
«Αν είναι αλήθεια, τότε έχουμε 90% πιθανότητα ότι θα κερδίσει το φετινό Νόμπελ Φυσικής.

"Η σημασία της ανακάλυψης είναι τεράστια, πέρα από κάθε κλίμακα" σχολίασε ο ερευνητής στο δικτυακό τόπο της επιθεώρησης «Science».
 Οι δύο γιγάντιοι ανιχνευτές LIGO -ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας ακόμα στη Λουιζιάνα- αναβαθμίστηκαν πρόσφατα, και θεωρητικά μπορούν να ανιχνεύσουν αμυδρές παραμορφώσεις του χωροχρόνου που πηγάζουν από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός.
Τον Μάρτιο του 2015, η ερευνητική κοινότητα είχε αναστατωθεί από φήμες για ανακάλυψη ενός ιδιαίτερου είδους βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων μένει ανεπιβεβαίωτη.

Τουλάχιστον μέχρι στιγμής.
Τι είναι τα βαρυτικά κύματα και οι ανιχνευτές LIGO
Με τις φήμες να φουντώνουν και πάλι για την πρώτη, ιστορική ανίχνευση των λεγόμενων βαρυτικών κυμάτων, ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτήν την ανεπιβεβαίωτη πρόβλεψη του Αϊνστάιν,

αλλά και τα γιγάντια μηχανήματα που προσπαθούν να τον δικαιώσουν.

Κοντολογίς, τα βαρυτικά κύματα είναι ρυτιδώσεις στην ίδια την υφή του χωροχρόνου -κύματα που πηγάζουν από βίαια κοσμικά φαινόμενα και διαδίδονται στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός.
Η ύπαρξή τους είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας.

Ο μεγάλος φυσικός είχε υπολογίσει ότι η επιτάχυνση σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που πέφτουν σπειροειδώς το ένα προς το άλλο και τελικά συγκρούονται, πρέπει να δημιουργούν ομόκεντρα κύματα στο χωροχρόνο.

Ονομάστηκαν βαρυτικά κύματα (και δεν έχουν καμία σχέση με τα κύματα βαρύτητας της φυσικής ρευστών) επειδή παραμορφώνουν το χωροχρόνο όπως η βαρύτητα.

Τα βαρυτικά κύματα, εφόσον υπάρχουν, ουσιαστικά τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος).
Αυτό είναι το φαινόμενο που προσπαθούν να καταγράψουν οι δύο ανιχνευτές LIGO, ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας στη Λουιζιάνα. 

Φήμες που πρωτοκυκλοφόρησαν το περασμένο φθινόπωρο, και συνεχίζουν τώρα να σκανδαλίζουν τον ακαδημαϊκό κύκλο,

θέλουν τους ερευνητές του LIGΟ να ετοιμάζονται να ανακοινώσουν τη μεγάλη ανακάλυψη.

Καθένας από τους δύο ανιχνευτές αποτελείται από δύο σωλήνες τοποθετημένους κάθετα ο ένας στον άλλο, μέσα στους οποίους υπάρχουν δέσμες λέιζερ που μετρούν το μήκος των σωλήνων με εξαιρετικά μεγάλη ακρίβεια.
Τα βαρυτικά κύματα θα γίνονταν θεωρητικά αντιληπτά από μικρές μεταβολές στο μήκος των δύο σωλήνων λόγω της παραμόρφωσης του χώρου.

Οι σωλήνες έχουν μήκος 4 χιλιόμετρα, όμως η πειραματική διάταξη μπορεί να μετρά μεταβολές τουλάχιστον 1.000 φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός ατόμου.
Σύμφωνα με τις τελευταίες ανεπιβεβαίωτες αναφορές, οι ερευνητές του LIGO ανίχνευσαν ένα περαστικό βαρυτικό κύμα που δημιουργήθηκε καθώς δύο μακρινές μαύρες τρύπες, η μία με μάζα 29 φορές και η άλλη 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου, κινήθηκαν σπειροειδώς η μία προς την άλλη και τελικά συγχωνεύτηκαν.
Το σήμα που έφτασε τελικά στη Γη, κινούμενο με την ταχύτητα του φωτός, φέρεται να καταγράφηκε και από τους δύο ανιχνευτές με τη χρονική διαφορά που θα αντιστοιχούσε στην απόσταση που χωρίζει τα δύο συστήματα.
Οι φήμες ξεκίνησαν λίγο μετά την αναβάθμιση των ανιχνευτών LIGO, έπειτα από μια δεκαετία άκαρπης αναζήτησης. Ισχυρότερα λέιζερ και νέα οπτικά θεωρητικά επιτρέπουν τώρα την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός.

Τελικός στόχος είναι η αύξηση αυτής της απόστασης στα 650 εκατομμύρια έτη φωτός -αυτό σημαίνει ότι οι ανιχνευτές θα μπορούν να σαρώνουν μια σφαίρα στο Διάστημα 1.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι η αρχική μορφή των συστημάτων.
Οι εργασίες αναβάθμισης, για τις οποίες χρειάστηκαν πέντε χρόνια και 200 εκατ. δολάρια, περιλάμβαναν μεταξύ άλλων τη βελτίωση των συστημάτων απόσβεσης κραδασμών -οι ανιχνευτές επηρεάζονται ακόμα και από τρένα που περνούν σε απόσταση χιλιομέτρων ή ακόμα και το γδούπο ενός δέντρου που πέφτει.

Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo, ενώ ανάλογο ερευνητικό πρόγραμμα, με την ονομασία Indigo, ανακοίνωσε και η Ινδία.
Η ανίχνευση του ίδιου σήματος από ανιχνευτές σε διαφορετικές ηπείρους θα επέτρεπε στους ερευνητές να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την προέλευση των φευγαλέων κυμάτων.

Τον Μάρτιο του 2014, διεθνής ερευνητική ομάδα προκάλεσε σάλο όταν ανακοίνωσε ότι εντόπισε ίχνη μιας ιδιαίτερης κατηγορίας βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων παραμένει ανεπιβεβαίωτη.
Όταν ρωτήθηκε γιατί έστειλε ένα email σε ολόκληρο το τμήμα του, o Burgess είπε στο Science ότι ήθελε να μοιραστεί τον ενθουσιασμό του για την είδηση με τους μαθητές του, ειδικότερα.

"Είναι ένα από εκείνα τα μεγάλα γεγονότα, όπου οι μαθητές μπορούν να έχουν βαρεθεί στην τάξη, αλλά μπορούν να διεγερθούν από αυτό», είπε.
Φαίνεται ότι θα πρέπει να γνωρίζουμε με βεβαιότητα από την επόμενη εβδομάδα, αν οι φήμες είναι αληθινές.

Ή ίσως το LIGO είναι τρολάρει  και θα ανακοινώσει ένα μηδενικό αποτέλεσμα.
Η ανακάλυψη θα ανακοινωθεί στο περιοδικό Nature στις 11 Φεβρουαρίου.

.....................

το διάβασα στο:thecuriosityofcat.blogspot.gr