W Polskiej Akademii Nauk trwa jeszcze konferencja prasowa na temat poszukiwania fal grawitacyjnych. Polski zespół naukowców POLGRAW przedstawia na niej najnowsze informacje dotyczące badań fal grawitacyjnych. W tym samym czasie odbywają się równolegle jeszcze dwie konferencje – w miejscowości Cascina koło Pizy we Włoszech, na której naukowcy przekażą informacje o wynikach badań prowadzonych w ramach współpracy projektów LIGO-VIRGO, oraz w Waszyngtonie, organizowana przez project LIGO. Zanim dowiemy się, co przedstawili naukowcy z zespołu POLGRAW, współpracujący z grupą VIRGO, zachęcamy do zapoznania się z materiałem na temat rejestracji fal grawitacyjnych przygotowanym przez Polską Akademię Nauk.
Istnienie fal grawitacyjnych wynika z ogólnej teorii względności sformułowanej przez Alberta Einsteina w 1915 roku. Fale grawitacyjne są zaburzeniami czasoprzestrzeni, powstającymi przy okazji zdarzeń, wywołanych oddziaływaniami grawitacyjnymi. Te, które mamy szanse obserwować, powstają podczas gwałtownych procesów astrofizycznych, takich jak np. zlanie się układu podwójnego gwiazd neutronowych lub eksplozja masywnej gwiazdy (supernowa).
Od czasu sformułowania ogólnej teorii względności przez Alberta Einsteina badacze poszukiwali dowodów potwierdzających istnienie fal grawitacyjnych. Ich detekcja jest niesłychanie trudna, m.in. z powodu nieliniowości równań teorii Einsteina, tego, że oddziaływanie grawitacyjne (a co za tym idzie – fale grawitacyjne również) – jest bardzo słabe, oraz faktu, że fale grawitacyjne oddziałują ze sobą, a nie tylko z materią.
Ogłaszane wcześniej przez badaczy bezpośrednie doświadczalne dowody na istnienie fal grawitacyjnych (jak np. doniesienia Josepha Webera z 1969 roku) zostały zakwestionowane, ponieważ wykrywane oscylacje były o wiele za silne jak na pochodzące od fal grawitacyjnych. Obecnie wiadomo, że wynikały one z niedostatecznej eliminacji „efektów tła”, czyli sygnałów nie mających nic wspólnego z falami grawitacyjnymi, pochodzących z otoczenia. Takim „fałszywym sygnałem” mogą być np. drgania, wytworzone przez przejeżdżającą w pobliżu układu pomiarowego ciężarówkę.
Uczeni podejmowali próby udowodnienia istnienia fal grawitacyjnych metodą aproksymacji równań nieliniowych teorii względności do postaci liniowej, co pozwoliło m.in. na symulacje powstawania fal grawitacyjnych w układach gwiazd neuronowych. Za pomiary ruchu dwóch gwiazd neutronowych, które pokryły się z przewidywaniami teorii Einsteina, dwaj badacze: Russell Hulse i Joseph Taylor, otrzymali w 1993 r. nagrodę Nobla.
W marcu 2014 roku naukowcy z Harvard Smithsonian University Centre for Astrophysics ogłosili „odkrycie” pierwotnych fal grawitacyjnych za pomocą teleskopu BICEP. Zaobserwowali oni specyficzne cechy polaryzacji mikrofalowego promieniowania tła, wyemitowanego przez materię we Wszechświecie 400 000 lat po Wielkim Wybuchu, które zinterpretowali jako sygnał fal grawitacyjnych, obecnych we Wszechświecie w epokach znacznie wcześniejszych. Niestety w roku 2015 wspólna analiza danych satelity PLANCK i teleskopu BICEP ujawniła, że domniemany sygnał fal grawitacyjnych z epoki tuż po Wielkim Wybuchu tak naprawdę został wytworzony przez... pył w naszej własnej Galaktyce. Poszukiwań śladów procesów z najwcześniejszych epok Wszechświata w polaryzacji mikrofalowego promieniowania tła nie zarzucono, ale miarodajne wyniki przyniosą zapewne dopiero przyszłe misje kosmiczne.
W polowanie na fale grawitacyjne angażują się astrofizycy, astronomowie i matematycy z czołowych ośrodków badawczych na świecie. Od lat 60. XX wieku budowane są naziemne detektory fal grawitacyjnych. Trzecia z kolei generacja tych detektorów, wykorzystująca technikę interferometrii, znajduje się we Francji, Włoszech, w Niemczech, Japonii i Stanach Zjednoczonych. W analizę danych z tych urządzeń zaangażowane są liczne zespoły naukowców.
W Polsce teoretycznymi i praktycznymi aspektami analizy danych z detektorów fal grawitacyjnych zajmuje się zespół POLGRAW składający się z 15 naukowców z 7 Instytutów w Polsce, której liderem jest prof. Andrzej Królak. Jest to kontynuacja prac prof. Andrzeja Trautmana dotyczących promieniowania, fal grawitacyjnych i roli warunków promieniowania w teorii grawitacji.
------------------------------
Materiał prasowy PAN
