Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Seminarium 2
Strona główna Felieton
Dodatkowy na dole
Dodatkowy na dole

Jak zaobserwowano fale grawitacyjne?

Nobel, przełom w nauce, wiekopomne odkrycie - tak skwitował naukowy świat ogłoszoną 11 lutego informację potwierdzającą istnienie fal grawitacyjnych. Czym jest to zjawisko tłumaczy dr Sebastian Szybka z Obserwatorium Astronomicznego UJ.


Sto lat temu Einstein opublikował równania pola swojej teorii grawitacji. Teoria Einsteina zakłada, iż czas i przestrzeń stanowią integralną całość zwaną czasoprzestrzenią. Grawitacja to nic innego niż zakrzywienie geometrii czasoprzestrzeni pod wpływem nagromadzonej w niej energii. Einstein tuż po odkryciu równań pola zauważył, iż zaburzenia geometrii czasoprzestrzeni mogą się propagować, nawet jeśli czasoprzestrzeń nie zawiera materii. W podobny sposób rozprzestrzeniają się fale na powierzchni wody, gdy ktoś wrzuci do niej kamień. Takie rozbiegające się zmarszczki czasoprzestrzeni to właśnie fale grawitacyjne.

Obserwacje astronomiczne układu podwójnego gwiazd neutronowych PSR B1913+16 potwierdzają pośrednio istnienie fal grawitacyjnych. Pomimo trwających pół wieku prób, fal tego typu nie udawało się zaobserwować bezpośrednio na Ziemi. Przełom nastąpił dopiero teraz. Podczas konferencji prasowej, która odbyła się 11 lutego 2016 roku, przedstawiciele projektu LIGO (the Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) poinformowali o pierwszej bezpośredniej detekcji fal grawitacyjnych. Dokonano jej za pomocą dwóch interferometrów naziemnych znajdujących się w USA. Monitorując, za pomocą lasera, odległość pomiędzy dwoma zwierciadłami można zmierzyć odkształcenia czasu i przestrzeni wywołane przez przechodzącą falę grawitacyjną. Daleko od źródła zaburzenia efekt ten jest bardzo subtelny.

14 września 2015 o godz. 9:50:45 UTC fala grawitacyjna, po przebyciu odległości 1,3 mld lat świetlnych, dotarła do detektora LIGO Livingston. 6.9 milisekund później zaobserwowano oscylacje czasoprzestrzeni w odległym o około 3000 km detektorze LIGO Hanford. Chociaż amplituda tych drgań była niezmiernie mała (rzędu tysięcznych części średnicy protonu tzn. 10-18m) to z ich przebiegu udało się odczytać szczegółową informację dotycząca źródła zaburzeń. Otóż dawno temu w odległej galaktyce dwie czarne dziury o masach 36 i 29 razy większych od masy Słońca i rozmiarach rzędu kilkuset kilometrów zderzyły się ze sobą, tworząc czarną dziurę o masie 62 razy większej od masy Słońca. W trakcie zderzenia trwającego ułamek sekundy, energia równoważna 3 masom Słońca została wypromieniowania w postaci fal grawitacyjnych. Chociaż czarne dziury biorące udział w tym zderzeniu to zaledwie drobinki na kosmicznej skali czarnych dziur (najcięższe czarne dziury mają masę rzędu kilkunastu miliardów mas Słońca) to energia wyemitowana w szczytowej chwili przewyższała około 50 razy energię wypromieniowaną w tym czasie przez wszystkie gwiazdy w obserwowalnym Wszechświecie.

W odkryciu dokonanym przez LIGO mają swój udział polscy naukowcy. Zespół LIGO współpracuje ściśle z zespołem naukowym europejskiego detektora fal grawitacyjnych Virgo. Do konsorcjum Virgo przynależy polska grupa Virgo-POLGRAW. Polski zespół pracuje pod kierownictwem prof. Andrzeja Królaka z Instytutu Matematycznego PAN w Warszawie i zajmuje się analizą danych, teoretycznym badaniem emisji fal grawitacyjnych z obiektów astrofizycznych, jak i przygotowaniem wzorców do poszukiwania tych fal w danych z detektorów. Polska grupa brała również udział w budowie interferometru Virgo we Włoszech. Od zeszłego roku do zespołu naukowego Virgo-POLGRAW należy zespół z Uniwersytetu Jagiellońskiego kierowany przez prof. Michała Ostrowskiego z Obserwatorium Astronomicznego. Zespół ten, pracujący wspólnie z grupą dr hab. Andrzeja Kułaka z Katedry Elektroniki AGH, analizuje wpływ fal elektromagnetycznych ekstremalnie niskich częstości (fale te w naturalny sposób powstają na Ziemi) na pomiary detektorów Virgo i LIGO.

Koncepcje fali grawitacyjnej i czarnej dziury przez dziesiątki lat z wielkim trudem wyłaniały się z gąszczu matematycznych zawiłości teorii grawitacji Einsteina. Sam Einstein, po przeprowadzeniu dokładniejszej analizy, wskutek pomyłki przestał wierzyć w ich istnienie. Detekcja fal nie byłaby możliwa bez pracy kilku pokoleń fizyków. Praca ta trwa już od 100 lat w wielu ośrodkach naukowych na świecie. Czarne dziury i fale grawitacyjne są przedmiotem badań prowadzonych na Uniwersytecie Jagiellońskim w Zakładzie Astrofizyki Relatywistycznej i Kosmologii Obserwatorium Astronomicznego oraz w Zakładzie Teorii Względności i Astrofizyki Instytutu Fizyki.

Chociaż fale zaobserwowane w LIGO są bardzo słabe to ich kształt wynika z niewyobrażalnie gwałtownych procesów zachodzących miliardy lat świetlnych od nas we Wszechświecie. Obserwacja LIGO potwierdziła, iż te procesy przebiegają zgodnie z równaniami, które sto lat temu zaproponował Albert Einstein. Chciałoby się rzec, iż detekcja dokonana w LIGO jest ukoronowaniem 100 lat pracy nad tymi równaniami. Tak właśnie jest, ale to nie koniec, tylko początek nowej ery badań Wszechświata.

Prawie cała informacja jaką dotychczas zdobyliśmy o Wszechświecie dotarła do nas za pomocą fal elektromagnetycznych. Każdy nasz kolejny krok (począwszy od Galileusza, który spojrzał w niebo za pomocą teleskopu, do rozpoczętych w XX wieku obserwacji astronomicznych na innej długości fali niż światło widzialne) prowadził do nieoczekiwanych odkryć, które dogłębnie przeobrażały nasz obraz rzeczywistości. Fale grawitacyjne są zupełnie nowym źródłem informacji. Nikt nigdy nie nasłuchiwał wieści z kosmosu w ten sposób. Detekcja fal grawitacyjnych otworzyła nam nowe szerokie okno na Wszechświat i jego nieznane dotychczas tajemnice. To odkrycie z całą pewnością zasługuje na Nagrodę Nobla.

Źródło: www.nauka.uj.edu.pl



Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Newsletter II edycja konkursu „Owad w obiektywie” Lekooporne bakterie zabijają setki tysięcy ludzi Kompozyty węglowe do ekranowania mikrofal Onkolog szuka haka na raka Polska technologia wytwarzania paliwa z plastiku Newsletter II edycja konkursu „Owad w obiektywie” Lekooporne bakterie zabijają setki tysięcy ludzi Kompozyty węglowe do ekranowania mikrofal Onkolog szuka haka na raka Polska technologia wytwarzania paliwa z plastiku Newsletter II edycja konkursu „Owad w obiektywie” Lekooporne bakterie zabijają setki tysięcy ludzi Kompozyty węglowe do ekranowania mikrofal Onkolog szuka haka na raka Polska technologia wytwarzania paliwa z plastiku

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje