rendkívüli hír

Éppen ezt olvassa:

Vadászat a Big Bang visszhangjára


space

Vadászat a Big Bang visszhangjára

Márciusban a BICEP2 obszervatórium a Déli Sarkon olyan jeleket mért, amelyek akár az Einstein által megjósolt elsődleges gravitációs hullámok is lehetnek. Mit tudhatunk meg ebből az ősrobbanásról?

Az elsődleges gravitációs hullámok az egyetlen elérhető bizonyíték az úgynevezett kozmikus infláció elméletére, vagyis hogy az ősrobbanást követően az univerzum elképzelhetetlen gyorsasággal kitágult. Ezek nyomait rögzíthette a BICEP2.

- Ez a tudomány egyik legfontosabb, eddig megoldatlan kérdése – mondta el Paul McNamara, az Európai Űrügynökség egyik vezető kutatója. – Megtörtént-e a kitágulás, az infláció és ha igen, ennek a nyomai-e a gravitációs hullámok? A válasz, úgy tűnik, mindkét kérdésre igen.

“Észre kellett volna vennünk”

A déli sarki kutatóállomás által begyűjtött adatok igazolni látszanak Einstein elméletét. Az Európai Űrügynökség Planck űrszondája a teljes égbolton vizsgálja a kozmikus háttérsugárzást, amelyet a Big Bang visszhangjának vagy lenyomatának sejtenek. Ennek a missziónak az eredményeit ősszel hozzák nyilvánosságra – vagyis az európai kutatók elől elvitte a pálmát a BICEP2 csapata – ha és amennyiben a méréseik helyesnek bizonyulnak.

- A BICEP 2 bejelentése nagyon meglepő volt: nem csak a Planck csapata számára, hanem mindenkinek, aki a területen dolgozik. Sokkal erősebb jelet találtak ugyanis, mint amit gondoltunk – mondta Jan Tauber, a Planck- projekt vezető kutatója. – Természetesen mindenki szeretne első lenni, ilyen értelemben nekünk ez egy kicsit csalódást jelent, mert ha – hangsúlyozom, ha – a BICEP mérései helyesek, akkor azt nekünk is észre kellett volna vennünk, és akkor mi állhattunk volna elő ezzel a felfedezéssel. Azért beszélek feltételes módban, mert még komoly kérdések vannak a BICEP mérései körül, amelyekre választ kell találni.

A téridő hullámzása

A Pisa mellett található Európai Gravitációs Obszervatóriumban a Virgo nevű interferencia- mérő szerkezettel próbálják érzékelni a gravitációs hullámokat. A berendezés két, egymásra merőleges, három kilométer hosszú alagútból és egy központi épületből áll. Az alagutakban egy-egy lézersugár halad a központi épülettől az alagút végpontjáig, ahonnan visszaverődik a központi épület felé.

Elméletileg egy, a Földön áthatoló hullám megnyújtaná az alagutat, így változna az az idő is, amíg a fénysugár megtesz egy teljes kört a tükrök között. Ezt a változást lehetne észlelni – ami mégsem könnyű, mert az alagút csak ici-picivel nyúlik meg – egy proton méretének ezredrészével.

Az elektromágneses hullámoktól jelentősen különböző gravitációs hullámok jobbára olyan kataklizmákból származnak, mint a fekete lyukak ütközése – kicsit olyan, mintha a galaxisról származó képünkhöz hirtelen hangot is kapnánk.

- A nagy égitestek összeütközésének hullámai a hallható frekvenciatartományban vannak, vagyis lehetséges meghallgatni őket. Ha észlelnénk és rögzíteni tudnánk ezeket a jeleket, akkor meg is hallgathatnánk őket – magyarázta Jean-Yves Vinet, a VIRGO-projekt szóvivője.

A rezgések érzékeléséhez az obszervatórium tükreinek tökéletes mozdulatlanságban kell lenniük. Ezt pedig nem könnyű elérni.

- Mi a tér rezdüléseit akarjuk észlelni, nem a föld rengéseit. Ehhez az intereferenciamétert tökéletesen el kell szigetelnünk a talajtól – fűzte hozzá Jean-Yves Vinet

- Küzdünk a hőmérsékletingadozásokkal, szeizmikus zajokkal, de harcban állunk a teherautókkal és a vonatokkal is. Ez egy tipikus igazgatói feladat – közölte ironikusan a létesítmény igazgatója, Federico Ferrini.

A legnagyobb berendezés, amit ember készített

Éppen ezért tűnik jó ötletnek a zajos földi környezeten kívül, az űrben vadászni a gravitációs hullámokra. Az Európai Űrügynökség Lisa nevű misszója az elkövetkező húsz évben valósulhat meg.

- A LISA a Lézeres Interferenciamérő Űrantenna rövidítése magyarázta Paul McNamara, a projekt vezetője. – Ez három műholdból áll majd, amelyek nagyjából egymillió kilométerre lesznek egymástól. A gravitációs hullámokat a két ág hosszának összehasonlításával érzékeljük, hasonlóan a jelenleg a Földön zajló mérésekhez. Amikor a LISA működésbe lép, ez lesz a legnagyobb ember által készített berendezés abban az értelemben, hogy egymillió kilométer, az a Föld-Hold távolság két és félszerese. Ilyen messze lesznek egymástól a műholdak, amelyek távolságát pikométeres pontossággal – ez nagyjából az atom méretének századrésze – fogjuk tudni mérni.

Jövőre indul el egy tesztküldetés, amely magát a koncepciót hivatott igazolni – a LISA obszervatórium 2034-re lehet készen. Ekkor hallhatjuk majd a kozmikus szimfóniát a maga teljességében – a neutroncsillagok pulzálását csakúgy, mint az ősrobbanás visszhangjait.

Segíthetnek-e a gravitációs hullámok megérteni az univerzum kezdetét? Ez még mindig nagy kérdés, ezért izgatják annyira az elsődleges gravitációs hullámok a tudósokat.

A szerkesztőség ajánlata

A következő cikk
Üstökösvadászok 3: tudományos előkészítés

space

Üstökösvadászok 3: tudományos előkészítés