Undele gravitaționale sunt valuri în curbura spațiu-timp care se propagă prin spațiu.
Sunt unde transversale care se deplasează cu viteza luminii emise de coliziuni violente care se întâmplă în Univers.
În practică, este extrem de dificil să detectezi direct prezența undelor gravitaționale, deoarece alungirea și compresia spațiului-timp sunt foarte mici.
Undele gravitaționale primordiale sunt cele care au dus la originea Universului, așa cum se explică în teoria Big Bang.
Fuziunea a două găuri negre și propagarea undelor gravitaționale
Valuri gravitaționale și Einstein
A fost Albert Einstein (1879-1955) care a sugerat existența undelor gravitaționale în teoria relativității generale.
În 1915, Einstein ajunsese la concluzia că gravitatie a fost o deformare a spațiu-timpului.
Fizicianul a dezvoltat baza teoretică, dar nu a reușit să demonstreze existența undelor gravitaționale. Doar 100 de ani mai târziu, comunitatea științifică a sărbătorit capturarea valurilor.
Premiul Nobel pentru fizică 2017
La 3 octombrie 2017, cercetătorii Rainer Weiss (MIT), Barry Barish și Kip Thorne (Caltech) au primit Premiul Nobel pentru fizică. Au detectat pentru prima dată unde gravitaționale în septembrie 2015.
A fost recunoașterea unei lucrări care a început la sfârșitul anilor șaizeci.
Oamenii de știință cred că captarea undelor gravitaționale ne va permite să observăm universul într-un mod nou, oferind o înțelegere mai largă a lumii din jurul nostru.
Rainer Weiss, Kip Thorne și Barry Barish, câștigători ai Premiului Nobel pentru fizică în 2017
Detectarea valurilor în 2015
Undele gravitaționale au fost detectate pentru prima dată în Statele Unite pe 14 septembrie 2015 la exact 06:50:45 (ora Brasilia).
Cum s-a întâmplat?
Au apărut din șocul găuri negre cu 36 și 29 de mase solare (36 Msol și respectiv 29 Msol) și au avut loc la o distanță de 1,3 miliarde de ani lumină.
Pe măsură ce pierd energie, găurile negre se apropie, ceea ce le face să se învârtă mai repede.
Această mișcare continuă, una în jurul celeilalte, îi face să se ciocnească, ceea ce duce la unde gravitaționale.
Anunțul de detectare a undelor a fost făcut de David Reitze, director de proiect, doar câteva luni mai târziu, în februarie 2016.
În același an, în iunie 2016, undele gravitaționale au fost detectate din nou.
De această dată, găurile negre au fost, respectiv, de 14 și de 8 ori masa Soarelui (14 Msol și 8 Msol) și au avut loc la o distanță de 1,4 miliarde ani lumina.
Ascultați aici sunetul undelor gravitaționale:
LIGO - Observatorul undelor gravitaționale
Dovada a fost posibilă datorită proiectului Ligo detector - Observatorul cu unde gravitaționale cu interferometru laser (Observatorul valurilor gravitaționale prin interferometrie laser).
În cadrul proiectului, au fost construite două interferometre în Statele Unite, la aproximativ 3000 de kilometri distanță: unul în Livingston, Louisiana și celălalt în Hanford, Washington.
Sistemul este format din două brațe perpendiculare lungi de 4 kilometri. De asemenea, are dispozitive care elimină zgomotul din diferite surse de undă, cum ar fi cutremurele.
Interferometrul constă dintr-o sursă de lumină (laser), o oglindă la capătul fiecărui braț, o oglindă care împarte fasciculul de lumină în două și un fotodetector.
Funcționarea LIGO datează din 2002. Între 2010 și 2015 funcționarea sa a fost întreruptă pentru un proces de actualizare, care pare să fi funcționat, având în vedere că marea realizare științifică a avut loc în acel an.
LIGO - Detector în Livingston, Louisiana
Detectoare din întreaga lume
În plus față de detectoarele existente în Statele Unite, mai există o duzină de răspândite în 9 țări.
În Brazilia, avem detectorul de unde gravitaționale Mário Schenberg de la USP Physics Institute. Începutul construcției sale datează din anul 2000 și este rezultatul unui proiect numit graviton.
Proiectul are cercetători de la INPE (Institutul Național de Cercetare Spațială), de la Cefetsp (Centrul Federal pentru Educația tehnologică din São Paulo, ITA (Institutul tehnologic de aeronautică) și Uniban (Universitatea Bandeirante).
Calatorie in timp
Dovada valurilor a fost, fără îndoială, un moment unic pentru oamenii de știință din acest secol. Acest lucru a deschis calea pentru noi studii de astronomie gravitațională.
Poate că această dovadă poate permite o călătorie în timp, ca în film "Inapoi in viitor".
Citește și:
- Teoria relativitatii
- Teoria Big Bang
- valuri
