To Albert Einstein pierwszy przewidział w 1918 roku istnienie tych eterycznych zmarszczek czasoprzestrzeni, które twierdził są nieuniknioną konsekwencją jego ogólnej teorii względności. Jak wynika z teorii Einsteina, siły przyciągania, które nazywamy grawitacją, występują, ponieważ masywne obiekty zakrzywiają wokół siebie czterowymiarową strukturę Wszechświata. Jeśli jakieś gęste, masywne ciało porusza się gwałtownie w przestrzeni, ta w odpowiedzi wibruje i drży. Gdy na przykład gwiazda olbrzym wyczerpie zapasy paliwa jądrowego, może eksplodować w wybuchu zwanym supernową, który jasnością dorównuje blaskowi 10 mld Słońc. Astronomowie sądzą, że zewnętrzne warstwy takiej gwiazdy zostają odrzucone w przestrzeń, podczas gdy jej żelazne jądro imploduje z silą wystarczającą, by połączyć wszystkie elektrony i protony w neutrony i inne egzotyczne cząstki.

W ciągu kilku minut zwarta metalowa kula wielkości Ziemi zapada się i tworzy gwiazdę neutronową o średnicy mniejszej niż 20 km. Jest ona tak gęsta, że łyżeczka materii z jej powierzchni ważyłaby prawie miliard ton. Naukowcy spodziewają się, że nieco asymetryczna supernowa wygeneruje wiązkę fal grawitacyjnych, które powinny dotrzeć do Ziemi kilka minut przed rozbłyskiem wybuchającej gwiazdy wystarczająco wcześnie, by astronomowie zdążyli skierować na nią zwykle teleskopy. Co ważniejsze, bezcenne informacje o narodzinach takiej gwiazdy neutronowej będą zawarte właśnie w sygnale grawitacyjnym, choć ją samą, z powodu niewielkich rozmiarów, skryje chmura płonącej materii. LIGO zostało zaprojektowane do wykrywania zarówno narodzin, jak i śmierci gwiazd neutronowych. Większość gwiazd obiega towarzysza i bywa, że oba obiekty w takim układzie podwójnym wybuchają jako supernowe, choć nadal pozostają we wzajemnym jarzmie.

Z każdym obiegiem dwie gwiazdy neutronowe tracą nieco energii, wypromieniowując ją poprzez wzbudzane wibracje otaczającej przestrzeni. Utrata energii powoduje stopniowe zacieśnianie się orbity układu, aż gwiazdy rozrywają się wzajemnie, a następnie zlewają, tworząc niekiedy czarną dziurę. Pod koniec tego gorącego tanga masywne obiekty obiegają się nawzajem setki razy w ciągu jednej sekundy, wstrząsając okrywającą je przestrzenią. Pulsacje radiowe dochodzące do nas z takich układów podwójnych dostarczyły do tej pory najbardziej przekonujących, choć wciąż tylko pośrednich, dowodów na istnienie fal grawitacyjnych. JEDNAK NADAL TRUDNO wyrokować, czy naukowcom z Caltechu i MIT, którzy nadzorują LIGO z ramienia NSF, uda się zaobserwować te fale bezpośrednio. „Jedną z osobliwości LIGO twierdzi Collins jest to, że przynajmniej w początkowej fazie pracy trudno mówić o sukcesie.” Problem polega nie na tym, że fale grawitacyjne są słabe.

Tagi: gwiazdy, teoria, energia

Katalog

Partnerzy

Reklama