Kresha
A pretty face can never trick me
https://postimage.org/Simulim kompjuterik i rrotullimit të dy vrimave të zeza rreth njëra-tjetrës gjatë bashkimit të tyre. Foto: C. Henze/NASA Ames Research Center.
Ka rreth një muaj që në komunitetin shkencor dhe atë të shkencëdashësve qarkullojnë thashethemet për zbulimin e mundshëm të valëve gravitacionale. Artikulli shkencor i publikuar dje në revistën Physical Review Letters u jep fund thashethemeve duke treguar të dhënat shkencore në lidhje me një nga hapat më të mëdhenj të shkencës në këtë shekull. Artikulli tregon për detektimin e valëve gravitacionale në detektorët e LIGO-s dhe mban autorësinë e shkencëtarëve të LIGO-s në SHBA dhe atyre të VIRGO-s në Itali. Detektori i bashkëpunimit VIRGO ishte i mbyllur për riparime në kohën e zbulimit. Përveç artikullit shkencor i cili u drejtohet shkencëtarëve, për këtë zbulim madhor është mbajtur edhe një konferencë për shtyp ku është deklaruar zbulimi për publikun e gjerë me fjalë më të thjeshta.
Valët gravitacionale janë valëzime në materialin e hapësirë-kohës, të cilat e tërheqin dhe shtypin atë. Imagjinoni një top të rëndë të vendosur mbi një pëlhurë elastike, në të cilën formon një gropëz. Tani imagjinoni dy topa të tillë të cilët rrotullohen rreth njëri tjetrit me shpejtësi shumë të madhe. Nga lëvizjet e tyre, në pëlhurë do të shkaktoheshin tërheqje e shtypje. Tani, mendoni sikur kjo pëlhurë është hapësirë-koha dhe topat janë vrima të zeza gjigande, me masë sa dhjetëra herë ajo e Diellit. Lëkundjet e shkaktuara nga ato janë valët gravitacionale, të cilat luajnë me hapësirë kohën si me një sustë. Këto kalojnë përmes çdo trupi në hapësirë duke shkaktuar në të lëvizje shumë të vogla. Deri vonë është menduar se këto lëvizje ishin tepër të vogla për t’u matur, por sot teknologjia ka arritur të zhvillohet aq sa të jemi në gjendje t’i matim.
Bashkëpunimi LIGO (shkurtesë për Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory që përkthehet në Observatori i Valëve Gravitacionale me Interferometër Laser) është një bashkëpunim i madh shkencor që përfshinë më se 1000 shkencëtarë. Qëllimi i këtij bashkëpunimi ka qenë zbulimi dhe studimi i valëve gravitacionale. Me këtë zbulim, LIGO ka justifikuar arsyen e ekzistencës së vet. LIGO përbëhet nga dy instrumente gjigande, njëri në Hanford, Washington dhe tjetri në Livingston, Louisiana. Arsyeja për ekzistencën e dy instrumenteve të tilla është se valët gravitacionale janë aq të vogla saqë e vetmja mënyrë për të qenë të sigurt se bëhet fjalë për to e jo për diçka tjetër është që të dy instrumentet matin të njëjtën gjë njëkohësisht në mënyrë plotësisht të pavarur nga njëri-tjetri. Secili nga ata është një interferometër në formë të shkronjës L, me krahë prej 4 kilometrash të gjatë. Në qendër vendoset një laser i fuqishëm, i cili krijon një rreze. Kjo rreze bie në pajisje optike të quajtur ndarës rrezesh, i cili e ndanë rrezen e laserit në dy rreze, secila nga të cilat dërgohet në njërin nga krahët e interferometrit. Në fund të krahëve gjenden pasqyra të cilat e pasqyrojnë rrezen drejt ndarësit të rrezeve, ku rrezet bashkohen sërish dhe dërgohen në drejtim të detektorit. Detektori është pajisje optikisht e ndjeshme, mbledh të dhëna në lidhje me dritën që bie në të. Kur këto të dhëna analizohen, vërehet nëse ka pasur ndryshime në dritën që ka arritur në detektor. Ndryshimet do të paraqiteshin vetëm në rastet kur diçka do të “turbullonte” dritën. Në rastin e valëve gravitacionale, janë valët ato të cilat e tërheqin e shtypin hapësirën mes laserit e pasqyrave, gjë që shkakton “turbullimin”.
https://postimage.org/Valët gravitacionale të detektuara në interferometrat e bashkëpunimit LIGO. Foto: LIGO.
Më 14 shtator të vitit të kaluar, LIGO ka vërejtur një sinjal në interferometrin në Livingston dhe 7 milisekonda më vonë, i njëjti sinjal është detektuar nga interferometri në Hanford. Sinjali, megjithëse shumë i vogël dhe i dobët, ishte i mjaftueshëm për t’u kapur nga detektorët e LIGOS. Fakti që i njëjti sinjal është vërejtur nga të dy instrumentet tregon që nuk është ndonjë dridhje lokale, por një dridhje që vjen nga jashtë Tokës. Forma e valëve të detektuara, rritja e frekuencës (sa shpejt ndodhin ndryshimet) dhe amplitudës (sa të fuqishme janë ndryshimet) së valëve, tregon gjithashtu se bëhet fjalë për valët gravitacionale të krijuara nga bashkimi i dy vrimave të zeza. Këtë mund ta dimë, pasi që sinjali i detektuar është në përputhje me rezultatin që fitohet kur zgjidhim ekuacionet e Ajnshtajnit për bashkimin e dy vrimave të zeza. Vrimat e zeza që janë bashkuar në këtë rast ishin 1,3 bilion vite drite larg nesh, kishin masë sa 29 dhe 36 masa diellore përkatësisht, dhe janë bashkuar për të formuar një vrimë të zezë me masë sa 62 herë ajo e Diellit. Pra, në valë gravitacionale është liruar një energji jashtëzakonisht e madhe, sa tre herë ajo e Diellit.
Ekzistenca e valëve gravitacionale është parashikuar nga Albert Ajnshtajn (Albert Einstein) 100 vite më parë, por si shumë të tjerë edhe ai mendonte se këto valë ishin shumë të vogla për t’u vërejtur nga ne. Sipas teorisë së relativitetit, trupat qëndrojnë në hapësirë në “gropa” graviteti. Sa më thellë që gjenden brenda këtyre “gropave”, aq më shumë i tërheqin trupat e tjerë. Kur trupat lëvizin, ata krijojnë valë gravitacionale, të cilat shpërndahen nëpër hapësirë me shpejtësinë e dritës. Për këtë arsye, ky zbulim paraqet edhe një vërtetim të parashikimeve të teorisë së relativitetit duke e forcuar këtë teori nga aspekti eksperimental.
Një tjetër rezultat me rëndësi i këtij zbulimi është fakti se ai paraqet detektimin e parë të drejtpërdrejtë të vrimave të zeza. Detektimi i valëve gravitacionale të krijuara nga ato vërteton përfundimisht se vrimat e zeza ekzistojnë dhe se mund të jenë edhe më të mëdha se sa mendohej.
Mundësia e detektimit të valëve gravitacionale na mundëson t’i “dëgjojmë” ngjarjet astronomike. Tani, përveç detektimit të dritës që vjen nga trupat e ndryshëm përmes teleskopëve, shkencëtarët do të mund t’i “ndjejnë” ato përmes valëve gravitacionale. Ky zbulim, pra, paraqet fillimin e një dege të re të astronomisë e astrofizikës. Në të ardhmen do të futen në bashkëpunim edhe detektorët e tjerë në Evropë e Azi, gjë që do të mundësojë detektim më të saktë dhe përcaktim më të saktë të drejtimit, nga i cili vijnë këto valë. Në këtë mënyrë, veç tjerash, valët gravitacionale do të na tregojnë ku t’i drejtojmë teleskopët në qiell për të parë ngjarjet astronomike. Gjithashtu, ky zbulim hapë rrugë për misionin eLISA, i cili do të jetë një interferometër i vendosur në hapësirë, me qëllim detektimin e valëve gravitacionale pa zhurmën sizmike që paraqet probleme në Tokë.
Më poshtë mund të shihni videon e një similimi kompjuterik të bashkimit të vrimave të zeza:
dhe të dëgjoni valët gravitacionale të detektuara në LIGO, të "përkthyera" në tinguj:
Ata që kanë interes mund të dëgjojnë deklaratën e plotë për shtyp në videon më poshtë:
//sciencemag.org