LIGO-ს მკვლევარებმა Virgo-სთან თანამშრომლობისას გრავიტაციული ტალღები დააფიქსირეს. ეს ისტორიაში უკვე მეოთხე აღმოჩენა, რომელიც ისევ ორმაგი შავი ხვრელის სისტემიდან მოდიოდა. აშკარა ხდება, რომ გრავიტაციული ტალღების სამ დეტექტორიან ქსელს დიდი სამეცნიერო პოტენციალი აქვს.

ტალღები LIGO-სა და Virgo-ს დეტექტორებმა აღმოაჩინეს. ამ უკანასკნელისთვის ეს გრავიტაციული ტალღების პირველი აღმოჩენაა.

სამი დეტექტორით ჩატარებული დაკვირვება 2017 წლის 14 აგვისტოს მოხდა. ლაზერული ინტერფერომეტრული გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიის (LIGO) ორმა დეტექტორმა, (რომლებიც ეროვნული სამეცნიერო ფონდის მიერაა დაფინანსებული და ლუიზიანასა და ვაშინგტონში მდებარეობს) და Virgo-ს დეტექტორმა (რომელიც პიზასთან, იტალიაში მდებარეობს), დააფიქსირეს გრავიტაციული ტალღის მოკლე სიგნალი, რომელიც ორი ვარსკვლავური მასის შავმა ხვრელმა წარმოქმნა შეჯახებისას.

GW170815-ის მოვლენის აღმწერელი ნაშრომი Physical Review Letters-მა გამოაქვეყნა.

აღმოჩენილი გრავიტაციული ტალღები ორი შავი ხვრელის (31 და 25 მზის მასის) მიერ შეჯახების საბოლოო მომენტში გამოსხივდა. მოვლენა დაახლოებით 1,8 მილიარდი სინათლის წლის მოშორებით მოხდა. ამ შეჯახების შედეგად ერთი დიდი შავი ხვრელი წარმოიქმნა, რომელსაც 53 მზის მასა აქვს. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ დანარჩენი 3 მზის მასა გრავიტაციული ტალღის ენერგიად გარდაიქმნა შეჯახების შედეგად.

„ეს დაკვირვებების მხოლოდ დასაწყისია. შემდეგი დაკვირვებების დროს, რომელიც 2018 წლის შემოდგომას იგეგმება, ასეთი აღმოჩენები ყოველ კვირას, ან უფრო ხშირად გვექნება“ - ამბობს დევიდ შუმეიკერი MIT-დან.

„საოცარია პირველი გრავიტაციული ტალღის სიგნალის დანახვა ჩვენს უახლეს Advanced Virgo-ს დეტექტორში სულ რაღაც ორი კვირის შემდეგ, რაც მან მონაცემების შეგროვება დაიწყო. ეს არის უდიდესი საჩუქარი Advanced Virgo-ს პროექტისა, რომლის მიზანი იყო ინსტრუმენტის უფრო დახვეწა და გაუმჯობესება“ - ამბობს ჯო ვან დენ ბრენდი, ამსტერდამის უნივერსიტეტიდან.

„1,5 წლის წინ, NSF-მ გამოაცხადა, რომ მისმა ლაზერულმა გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიამ პირველად დააფიქსირა გრავიტაციული ტალღები, რომლებიც ორი შავი ხვრელის შეჯახებით წარმოიქმნა მილიარდი სინათლის წლის მოშორებით. დღეს კი ჩვენ კმაყოფილები ვაცხადებთ პირველ აღმოჩენას Virgo-ს გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიისა და LIGO-ს სამეცნიერო კოლაბორაციის პარტნიორობით - ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც აღმოჩენა ამ ობსერვატორიების საშუალებით მოხდა, ათასობით მილის დაშორებით. ეს საოცარი ეტაპია ზრდად საერთაშორისო სამეცნიერო კვლევებში, რომ ამოიხსნას ჩვენი სამყაროს ექსტრაორდინალური საიდუმლოებები“. - ამბობს NFS-ის დირექტორი.

რა არის გრავიტაციული ტალღები?

ნიუტონის მსოფლიო მიზიდულობის კანონის მიხედვით, მზე უცებ რომ გაქრეს, დედამიწა და მზის სისტემის სხვა პლანეტები მყისიერად მოსწყდებიან ორბიტებს და ღრმა კოსმოსისკენ აიღებენ გეზს, ანუ ამ ჰიპოთეტურ მოდელში, ჩვენც მყისიერად უნდა შევიტყოთ მზის გაქრობა.ეს მოდელი მარტივ ახსნას გვთავაზობს - როგორც მაგნიტი იზიდავს ლითონს, ასევე მზე იზიდავს პლანეტებს. თუკი მაგნიტი უცებ დაკარგავს მიზიდვის თვისებას, მას მიწებებული ლითონი მყისიერად ჩამოვარდება. ნიუტონისეული შეხედულებით, გამქრალ მზეს პლანეტების სწორედ ასევე მყისიერად უნდა „დასცვივდეს”.

დაახლოებით 230 წლის შემდეგ, 26 წლის ფიზიკის რევოლუციონერი აინშტაინი ადგენს, რომ არაფერს შეუძლია სინათლის სიჩქარეს გადააჭარბოს, მათ შორის არც ჩვენამდე „ინფორმაციის მოღწევას” მზის მიზიდულობის გაქრობის შესახებ.

და, აქ ვაწყდებით პარადოქსს: მზიდან ჩვენამდე სინათლის მოღწევას 8 წუთი სჭირდება. მზის გაქრობას ჩვენ მხოლოდ 8 წუთში შევიტყობთ, ასევე, ჩვენთვის, 8 წუთში უნდა გაქრეს მისი მიზიდულობა. ანუ, ერთი მხრივ არსებობს სივრცე ჩვენსა და მზეს შორის და მეორე მხრივ არსებობს ზუსტად დადგენილი დრო - 8 წუთი, რომელიც სჭირდება სინათლეს ამ სივრცის გასავლელად, რათა ჩვენამდე მოაღწიოს და გავიგოთ „მზის გაქრობის” შესახებ. ამ მოცემულობაში კი, ნიუტონის მსოფლიო მიზიდულობის კანონის მიხედვით,“გაქრობა/აღქმების” მყისიერება არ მუშაობს. ეს როგორ? ნიუტონი ცდებოდა? რამდენადაც დაუჯერებელი არ უნდა ყოფილიყო, ცხადი გახდა, რომ ნიუტონი ცდებოდა. მზის მიზიდულობის გაქრობა ჩვენი აღქმისთვის მყისიერი ვერ იქნება, რადგან მას აქვს ზღვრული სიჩქარე - სინათლის სიჩქარე, რომელსაც სამყაროში ვერაფერი გადააჭარბებს. მაშ რა ხდება? სწორედ ამ პარადოქსმა დააყენა აინშტაინი მიზიდულობის გვარობის ახსნის გზაზე და ათწლიანი ტვინის ჭყლეტის შემდეგ, გააკეთა ყველაზე ლოგიკური დაშვება - სივრცე და დრო არამარტო ერთმანეთის მიმართაა დამოკიდებული და მოვლენა ხდება სივრცე-დროში (ანუ ის ხდება სივრცის განსაზღვრულ კოორდინატებში კონკრეტულ დროს), არამედ არ არსებობს ცალკე დრო და ცალკე სივრცე. ეს ერთი ფენომენია: სივრცე-დრო და მოვლენები „მასში” ხდება! ხოლო მიზიდულობა სხვა არაფერია, თუ არა ამ სივრცე-დროის გამრუდების შედეგი! გამოთვლებზე დამყარებულმა ამ მოსაზრებამ ყველაფერი თავის ადგილზე დააყენა და აი, როგორ.

ყველამ ვიცით, რომ ბატუტზე დადებული ბოულინგის მძიმე ბურთი ბატუტის ზედაპირს (ბადეს) ამრუდებს. ასევე ამრუდებს ნებისმიერი მასიური ობიექტი თავის გარშემო სივრცე-დროს.

მზე ნამდვილად მასიური ობიექტია. ამიტომ, თუ ძალიან უხეშად წარმოიდგენთ, რომ სივრცე-დრო მის გარშემო ბატუტივით ჩაიზნიქა და გამრუდდა, მაშინ ძალიან ლოგიკურია, რომ მასთან სიახლოვეში მყოფი პლანეტები (მაგალითად დედამიწა) დაიწყებენ ამ გამრუდებულ სივრცე-დროში „ჩავარდნას” და ისევე წრიულის მსგავს მოძრაობას, როგორც მაგალითად პინგ-პონგის ბურთი დაიწყებდა წრიულ მოძრაობას ბოულინგის ბურთის მიერ ჩაღრმავებულ-გამრუდებულ ბატუტში. აინშტაინმა დაასკვნა, რომ, რეალურად, ერთი სხეულის მიერ რაღაც აუხსნელი ძალებით მეორეს „მიზიდვა” კი არ ხდება მაგნიტივით (რაც ნიუტონის დროს ეგონათ), არამედ ეს „მაგნიტის მსგავსი” მიზიდულობის ეფექტი (გრავიტაცია) იქმნება სივრცე-დროის „ჩაზნექილობაში” (გამრუდებაში) სხეულების ინერციული მოძრაობით (ეს კი გულისხმობდა დამატებით რამეს - ინერცია და გრავიტაცია, ერთი და იგივე რამ არის), ანუ მზე დედამიწას არ იზიდავს. მზის მასა ამრუდებს სივრცე-დროს, რომელშიც დედამიწა „ვარდნით-წრიულ” მოძრაობას ასრულებს.

ბუნებრივია, რომ დედამიწაც, როგორც მთვარის მიმართ მასიური ობიექტი, მთვარესაც ასე „ამოძრავებს” მის მიერ გამრუდებულ სივრცე-დროში და ეს ფენომენი სამართლიანია ყველა ობიექტის მიმართ მთელ „მაკრო” სამყაროში.

აინშტაინმა 100 წლის წინ დაუშვა, რომ თუ მისი თეორია მართებულია, მაშინ უნდა არსებობდეს გრავიტაციული ტალღები, რომელსაც მომავალში აღმოაჩენდნენ.

რატომ ტალღები? იმიტომ, რომ მოვლენებს მაკროსამყაროში აქვთ თავიანთი „გადამტანები” და ეს გადამტანი არის ტალღა. მაგალითად, მზის სინათლე ჩვენამდე აღწევს ტალღების სახით. კოსმოსური ზონდის მიერ გადაღებული პლანეტების ფოტოები ჩვენამდე ასევე ტალღის სახით აღწევს. ლოგიკური იყო დაშვება, რომ თუ გრავიტაცია სივრცე-დროის გამრუდებაა (მოვლენა მაკროსამყაროში), მაშინ ისიც ტალღის სახით უნდა გავრცელდეს.

ფარდობითობის თეორიის ეს ნაწილი (გრავიტაციული ტალღების ვარაუდი) ლამაზად ჟღერდა. მისი აღიარებით უამრავი მოვლენა მაკროსამყაროში უკვე ლოგიკურად იხსნებოდა. მაგრამ თეორია მაინც თეორიაა და მხოლოდ დაშვებად და ლამაზ ზღაპრად შეიძლება დარჩეს მის ექსპერიმენტულ დამტკიცებამდე...

შესაძლოა გაგიჩნდეთ ლოგიკური კითხვა: თუ მზის მიერ პლანეტების „მიზიდვა” სივრცე-დროის გამრუდების შედეგია და ამან უნდა წარმოშვას გრავიტაციული ტალღები და, ამავე დროს, ტალღები მუდმივად უნდა წარმოიქმნებოდეს და ვრცელდებოდეს ამ მასიური ობიექტების (მზისა და პლანეტების) განუწყვეტელი მოძრაობის გამო, რატომ დასჭირდათ მეცნიერებს 100 წელი მათ აღმოსაჩენად? საქმე ისაა, რომ მართალია, მზე მასიურია, მაგრამ დღევანდელი ტექნოლოგიებისთვის მის მიერ გენერირებული ტალღები დასაფიქსირებლად მაინც „მცირეა”. ამიტომ, მეცნიერებმა ყურადღება მზეზე გაცილებით უფრო მასიურ ობიექტებს მიაპყრეს. კითხვა, სავარაუდოდ, ასე ჟღერდა - რა არის მაკროსამყაროში მზეზე გაცილებით მასიური და რა მოვლენაა ისეთი სიმძლავრის, რომლის შემდეგაც შევძლებთ გრავიტაციული ტალღის დაფიქსირებას ჩვენ ხელთ არსებული ტექნოლოგიებით?

შესაძლებელია, ასეთი ობიექტი იყოს ნეიტრონული ვარსკვლავი და შავი ხვრელი. თან ვიცით, რომ ისინი ერთმანეთს ეჯახებიან.

ამიტომ მეცნიერები ეძებენ სამყაროს ყველაზე მძლავრ მოვლენებს, რათა ეს ტალღები დააფიქსირონ. გრავიტაციულ ტალღებს ნებისმიერი ობიექტი წარმოქმნის, რომელსაც გრავიტაცია აქვს (გრავიტაცია კი ყველაფერს აქვს), მაგრამ ისინი იმდენად მცირეა, რომ თითქმის ნულის ტოლია.