Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea undelor gravitaționale

Undele gravitaționale au fost prezise de Albert Einstein acum o sută de ani. Validarea acestei predicții de către Rainer Weiss, Barry C. Barish și Kip S. Thorne, inițiatorii proiectului LIGO, le-a adus acestora premiul Nobel pentru Fizică.

Munca fizicienilor de la LIGO a confirmat teoriile lui Einstein că spațiu-timpul este ”zdruncinat” atunci când un eveniment puternic – cum ar fi explozia unei stele sau coliziunea unor găuri negre – are loc în spațiu, generând unde care se propagă prin Univers.

Pe 14 septembrie 2015, după 40 de ani de cercetare și munca a peste o mie de oameni, undele gravitaționale au fost observate pentru prima dată. Însă anunțul a fost făcut abia în februarie 2016, experții în domeniu intuind încă de pe atunci că descoperirea va primi un Premiu Nobel. Am scris despre asta, aici.

Undele detectate în 2015 proveneau de la coliziunea a două găuri negre acum 1,3 miliarde de ani. Pentru că o astfel de coliziune nu emite radiații electromagnetice detectabile cu ajutorul telescoapelor, a fost nevoie de construcția unor instrumente științifice enorme pentru a le detecta, finalizate în 1999, denumite interferometru laser de detectare a undelor gravitaționale – LIGO.

LIGO este format din două tuburi așezate perpendicular, în formă de L, fiecare braț având o lungime de 4 km. Există două astfel de instrumente – unul se află în Louisiana, iar celălalt în Washington. Distanța dintre ele este esențială pentru eliminarea posibilității ca niște vibrații locale să fie percepute ca unde gravitaționale.

Pe scurt și simplificat, LIGO funcționează astfel: un fascicul laser este împărțit în mod egal între cele două brațe ale tubului. La finalul fiecărui braț se află o oglindă care reflectă fasciculul înapoi către punctul de pornire, acesta călătorind întotdeauna distanțe egale. Când o undă gravitațională trece pe lângă noi, ”unduirea” spațiu-timpului determină alternativ brațele să se lungească și să se scurteze, iar fasciculul laser călătorește astfel distanțe diferite.  Modificările în distanțe pe care oamenii de știință trebuie să le măsoare sunt de 1000 de ori mai mici decât un proton. Astfel că LIGO este unul dintre cele mai sensibile instrumente științifice construite vreodată de omenire.

Până în prezent au fost detectate 4 unde gravitaționale provenind de la sisteme binare de găuri negre. Și acesta este doar începutul. Cu ajutorul întregii echipe de la LIGO, câștigătorii premiului Nobel pentru Fizică au confirmat o ipoteză veche de acum o sută de ani și totodată au deschis calea unui nou domeniu al astronomiei.