UŁ komentuje: Fizyka wieloaspektowa

graf. Pixabay

UŁ komentuje: Fizyka wieloaspektowa

Opublikowany

Albert Einstein miał rację - fale grawitacyjne istnieją. Wiemy to już na pewno i uczymy się je badać. Do niedawna pomiary te miały spore ryzyko błędu, teraz jednak, dzięki fizyce wieloaspektowej można osiągać dużo lepsze rezultaty. Kto wie do jakich odkryć doprowadzi nas zjawisko, które ledwie zaczynamy poznawać... 

W lutym 2015 astronomowie poinformowali o pierwszym, historycznym wykryciu fal grawitacyjnych – zmarszczek w czasoprzestrzeni, przewidzianych w ogólnej teorii względności Alberta Einsteina z 1915 roku. Potwierdzenie istnienia tych fal, których istnienie Einstein mógł tylko przewidywać uznano za przełom w astrofizyce, a samego Einsteina po raz kolejny okrzyknięto geniuszem! Fale były echem zderzenia dwóch czarnych dziur, oddalonych od Ziemi o 1,3 mld lat świetlnych. Ta obserwacja wstrząsnęła światem nauki. Na tym nie koniec.

Jesienią 2017 r. naukowcy po raz pierwszy zarejestrowali jednocześnie fale grawitacyjne i rozbłysk, pochodzące od jednego zjawiska – zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. To zdarzenie stało się początkiem nowej ery w astronomii, która zyskała już swoją nazwę –fizyka, lub astronomia, wieloaspektowa (multi-messenger astronomy).  

Do wykrycia fal doszło w galaktyce NGC 4993. Jest to jeden z najbliższych Ziemi zarejestrowanych błysków gamma. Obserwacje ujawniają również w rejestrowanym świetle linie widmowe nowo powstałych pierwiastków, w tym złota i platyny. Udziela to odpowiedzi na nierozwiązane od dziesiątek lat pytanie, skąd bierze się w Kosmosie około połowa pierwiastków cięższych od żelaza.

Mimo że wykryto dopiero pierwsze sygnały,  uważa się, że odkrycie zapoczątkuje nowy rozdział w badaniach Wszechświata. Stąd Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2017 roku przyznano fizykom - Rainer Weiss, Barry C. Barish oraz Kip S. Thorne, których Komitet Noblowski docenił za ich decydujący wkład w budowę detektora LIGO i obserwacje fal grawitacyjnych. Sygnał fal grawitacyjnych zarejestrowały 17 sierpnia 2017 bliźniacze detektory LIGO, znajdujące się w Hanford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana (USA).

Udział obserwatorium Virgo pozwolił na uściślenie obszaru nieba, z którego nadszedł sygnał. Następnie do prac włączały się kolejne obserwatoria na Ziemi przeznaczone do badania fal elektromagnetycznych w różnych zakresach długości fali, przeczesując niebo w poszukiwaniu elektromagnetycznego odpowiednika dla źródła fal grawitacyjnych (w tym Europejskie Obserwatorium Południowe -ESO).

Naukowcy z całego świata,  przeprowadzili tzw. „target of opportunity” czyli jedną z największych przeprowadzonych kiedykolwiek kampanii obserwacyjnych (obserwacje prowadzone przez 70 jednostek na Ziemi i z kosmosu), poszukując odpowiednika dla źródła fal grawitacyjnych w wielu zakresach długości fali elektromagnetycznej. W jej ramach – jako jeden z pierwszych – optyczny odpowiednik dla źródła fal grawitacyjnych dostrzegł podczerwony teleskop VISTA.

Do obserwacji wykorzystano również liczne inne teleskopy ESO, takie jak Bardzo Duży Teleskop (VLT), teleskop VST, teleskop NTT, jak również sieć radioteleskopów ALMA oraz inne partnerskie instrumenty pracujące w obserwatoriach ESO w Chile. Instrumenty te śledziły obiekt przez kolejne dni i tygodnie po detekcji. Obserwacje były prowadzone także z kosmosu, np. przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a.

- Pierwsze obserwacje fal grawitacyjnych potwierdzają ważne przewidywania ogólnej teorii względności, sformułowanej przez Alberta Einsteina w roku 1915. Są one kulminacją dekad wytężonej pracy o charakterze zarówno teoretycznym jak i eksperymentalnym. Posiadanie globalnej sieci złożonej z trzech detektorów otwiera nowe perspektywy dla astronomii wieloaspektowej (multi-messenger astronomy) - mówi Federico Ferrini, dyrektor European Gravitational Observatory (EGO), gdzie znajduje się detektor Advanced Virgo.

Projekt Virgo to ponad 280 fizyków i inżynierów należących do 20 różnych europejskich grup badawczych: sześć grup reprezentuje Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) we Francji; osiem Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) we Włoszech; dwie z Holandii (razem z instytutem Nikhef); grupa MTA Wigner RCP na Węgrzech; grupa POLGRAW w Polsce; zespół z hiszpańskiego Uniwersytetu w Walencji oraz konsorcjum EGO nadzorujące detektor Advanced Virgo ulokowany niedaleko Pizy we Włoszech. Gdy jedna z zagadek wydaje się być rozwiązania, pojawiają się nowe. Obserwowany krótki błysk gamma jest jak do tej pory jednym z najbliższych Ziemi, ale jednocześnie bardzo słabym jak na tę odległość.

- Naukowcy dopiero formułują modele wyjaśniające ten aspekt obserwacji, jednak z pewnością dzięki przedstawianym dziś obserwacjom przez następne lata dokona się duży postęp  - uważa profesor Zbigniew Szadkowski, kierownik Katedry Astrofizyki Wysokich Energii na Uniwersytecie Łódzkim.

Materiał źródłowy: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
Redakcja: Centrum Promocji UŁ  

Udostępnij

Powiązane artykuły
UŁ komentuje: Stephen Hawking - co mu zawdzięczamy?

temu

Odszedł jeden z najbardziej znanych i cenionych fizyków teoretycznych w historii - Stephen Hawking. Zmagający się od ponad pół wieku z ciężką chorobą nigdy nie przestał dążyć do odkrywania wszechświata. Inspirował też innych - "patrzcie w gwiazdy, a nie pod swoje nogi" - powtarzał. Dzięki jego badaniom dowiedzieliśmy się wiele o tzw. czarnych dziurach. Nie zawsze miał rację, sam zresztą obalał własne teorie, ale nigdy się nie poddawał. O odkryciach Hawkinga opowiada prof. Bogusław Broda z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej UŁ.
UŁ Komentuje: Dożynki - tradycje i historia

temu

"W żniwa straszny był zadymek, teraz czas na odpoczynek" - kilka słów o tradycji dożynek od naszego eksperta, etnologa, dr Damiana Kasprzyka. Dożynki, czyli święto plonów, to zjawisko wielowymiarowe, a co istotne aktualne, żywe i ważne dla społeczności wiejskiej...
UŁ komentuje: Komórki macierzyste – nadzieje i realia

temu

Odkrycie komórek macierzystych oraz poznanie mechanizmów ich podziałów i różnicowania rozbudziło duże nadzieje na ich zastosowanie w medycynie. Pierwszy raz w historii ludzkości pojawiła się perspektywa na skuteczne leczenie chorób związanych z utratą bądź degeneracją komórek, w tym cukrzycy, zawału mięśnia sercowego i niektórych nowotworów złośliwych. Podejście to otwiera nowe możliwości, ale trzeba pamiętać, że wymaga ono jeszcze wielu badań dla zastosowania w praktyce klinicznej. O tym niezwykle istotnym dla wielu ludzi zagadnieniu opowiada nasz ekspert, genetyk, prof. Janusz Błasiak z Zakładu Genetyki Molekularnej WBiOŚ.
UŁ komentuje: Zapomniane słowa - Huncwot

temu

Od wulgaryzmu do elementu uzbrojenia - historia i znaczenia naszego najnowszego zapomnianego słowa są bardzo bogate. Zapraszamy do lektury najnowszego tekstu autorstwa filologów UŁ.