Gravitációs hullámok: a Mátrában születhet a következő nagy felfedezés

/ 2016.02.18., csütörtök 19:02 /

A Szegeden épülő ELI után újabb tudományos nagyberuházásért szállhat harcba a következő években Magyarország. Az Európai Unió által tervezett Einstein-teleszkóp mindeddig távlati terv volt, de miután a múlt héten sikerült kimutatni a gravitációs hullámok létezését, új lendületet kaphat a tervezése. A berendezés szintén a gravitációs hullámok befogására épülne fel, de sokkal érzékenyebb lenne, mint a minapi felfedezést jegyző LIGO és az olaszországi Cascinában felépült, üzembe helyezés alatt álló VIRGO műszer. Utóbbiak a gravitációshullám-detektorok első, illetve a fejlesztések nyomán második generációját testesítik meg, az Einstein-teleszkóp pedig a harmadik nemzedéke lenne.

Koncepciórajz az Einstein-teleszkópról

Koncepciórajz az Einstein-teleszkópról

De mi szükség van újabb detektorra, ha egyszer sikerült a gyakorlatban is észlelni az Einstein általános relativitáselméletéből következő gravitációs hullámokat? Ez ugyanis a múlt heti felfedezésnek csak az egyik jelentősége. Ugyanilyen fontos, hogy az emberiség immár biztosan rendelkezik a hullámok észlelésének technikai képességével, ez ugyanis a világegyetem vizsgálatának teljesen új eszközét adja a tudósok kezébe.

Eddig például csak elméleti úton okoskodtuk ki, hogy léteznek egymás körül keringő kettős fekete lyukak, és ezek az univerzum élettartama alatt össze is olvadnak. Miután 2015-ben a LIGO éppen egy ilyen esemény  gravitációs hullámait észlelte, most már erre  bizonyítékunk is van. A gravitációs hullámok észlelésének képessége folytán olyan eseményekről és jelenségekről gyűjthetünk információkat, amilyenekről eddig nem tudtunk.

Az égboltot kémlelő eszközeink ugyanis eddig Galileo első távcsövétől a Hubble teleszkópig kizárólag az elektromágneses kölcsönhatásból fakadó jeleket tudták észlelni: a látható fényt, a rádióhullámokat, a Röntgen-sugarakat, a gamma-sugárzást. Ezek mind elektromágneses hullámok, csak eltérő hullámhosszúak. Most először dekódoltunk olyan üzenetet, ami egy teljesen más csatornán jutott el hozzánk – nem az elektromágneses, hanem egy másik alapvető kölcsönhatás, a gravitációs jóvoltából. Ahogy Frei Zsolt, a felfedezésben részt vevő Eötvös Gravitációs Kutatócsoport vezetője lapunknak adott interjújában megfogalmazta: eddig csak szemünk volt a világűrre, mostantól fülünk is van.

A fülünkkel pedig olyan dolgokat is meghallhatunk, amilyeneket meglátni nincs esélyünk. A fekete lyukak például tipikusan olyan égitestek, amelyekről elméleti úton már sok mindent megtudtunk, de gyakorlatban keveset voltunk képesek megerősíteni. Elvégre épp azért feketék, mert még elektromágneses sugárzás (fény) sem szökhet el irdatlan gravitációjukból. Amikor sikerül további gravitációs hullámokat befognunk, tesztelhetjük a fekete lyukakról alkotott elméleteinket. A fekete lyukak kutatásának egyik legnagyobb alakja, Stephen Hawking például épp azt hangsúlyozta Facebook-posztjában, hogy a LIGO adatai összhangban vannak a fekete lyukakról az 1970-es években elvégzett elméleti számításaival.

Persze más csodákról is mesélhetnek a gravitációs hullámok. A LIGO például szupernóva-robbanások, pulzárok és az ősrobbanás után bekövetkező hirtelen tágulás lenyomatait is keresi. A harmadik generációs detektorokkal pedig még élesebbé válik majd a hallásunk.

„Míg mostani műszereink a hullámok kimutatására, igazolására szolgálnak, a harmadik generációs teleszkópok már arra az időszakra készülnek majd, amikor tényleges asztrofizikai megfigyelésekre tudjuk használni a műszereinket. Úgy jó tíz év múlva valószínűleg kontinentális alapon fog szerveződni az építésük. Az európai Einstein-teleszkóp lehetséges helyszíneinek száma mára háromra csökkent, ha csak a szeizmológiai háttérzajfelméréseket nézzük, melyek közül a Mátra az egyik” – nyilatkozta januárban Frei Zsolt az MTA honlapjának.

Akkor már tudta, hogy rövidesen bejelentik a hullámok észlelését, de még nem árulhatta el. Ám utalt rá, hogy a felfedezés új lendületet adhat az Einsteinnek: „Először arra lenne szükség, hogy egyáltalán bebizonyítsuk, valóban léteznek a keresett hullámok. Ha ez megtörténik, akkor lesz érdemes időt és energiát áldozni egy újabb műszer tervezésére és építésére.”

Ha megépül, az Einstein-teleszkóp hasonló elvre épülő interferométer lesz, mint a mostani észlelést jegyző laboratóriumok. A LIGO alapelve, hogy egy-egy lézersugarat indítanak el két merőleges, azonos hosszúságú, nagyjából négy kilométer hosszú alagútban. A végükön egy-egy tükörről visszapattannak a nyalábok, és ha nem téved arra egy nagy gravitációs hullám, akkor éppen kioltják egymást. Ha viszont eléri a Földet egy ilyen hullám, mely nem más, mint a tér görbülete, az egyik alagút kicsit hosszabb, kicsit rövidebb lesz. A lézersugarak így nem ugyanakkor érkeznek meg, és nem oltják ki egymást – ez teszi lehetővé az észlelést.

A mérés persze érzékeny a háttérzajra, például a földrengésekre és vulkánkitörésekre. A LIGO-ból épp azért építettek kettőt, hogy kiszűrjék a háttérzajból fakadó tévedéseket. A Mátra pedig épp azért került az esélyesek közé, mert csekély a szeizmikus tevékenység a régióban. A LIGO-val ellentétben itt nem kettő, hanem három, jóval hosszabb, 10 kilométeres alagút húzódna a föld alatt, és egyenlő oldalú háromszöget alkotnának. Ez azért előnyös elrendezés, mert nem kell két alagútpárt építeni, mint Amerikában, vagyis igen, csak épp az egyik alagúton megosztozik a két interferométer.

Rosta

Rosta legközelebb hétfőn 8 órától.

B, mint boksz? Nem: b, mint balett!

Alábbhagyott az utóbbi időben a balett iránti érdeklődés, kevesebb gyerek jelentkezik táncosnak, sokkal kisebb a merítés. Talán ez a produkció segít, hogy mindez megváltozzon.

Orbán választási csodafegyvere? Kiszámoltuk, amit még senki!

A kormányfő által megígért pénzek tizede sem érkezett meg a vidéki városokba, mégis alkalmas lehet választási csodafegyvernek, hogy a Fidesz megtartsa a megyeszékhelyek többségét. A csütörtöki Heti Válaszban kiszámoltuk, amit még senki: Orbán Viktor országjárása első évének mérlegét.

Bérczes László: „A táborok között, az árokban állok”

Ma mindenkinek mindenről határozott véleménye van, amit lehet, hogy a pártállása határoz meg, de lehet, hogy tudatlanságból fakad – mondja Bérczes László. A rendezővel az augusztus 2-án kezdődő Ördögkatlanról, a bezárt Bárka Színházról és a szekértáborok közötti árokban állásról is beszélgettünk a friss Heti Válaszban.

Emírnek szólította egymást két németországi muszlim terrorista

A hetvenes évek vörös terrorja óta nem volt ilyen szörnyű időszaka Németországnak, mint a múlt hét, amikor egymást érték a véres támadások. Noha a cselekmények háttere különböző, mindegyiknél előkerül a menekültkérdés, amely – mint a csütörtöki Heti Válaszból kiderül – már eddig is elképesztő indulatokat szabadított el.

Ez valódi meglepetés volt Orbán Viktortól

A külföldön rendszerint provinciális nacionalistának beállított Orbán Viktor meglepően föderalista megoldásokra tett javaslatot. Amint a csütörtöki Heti Válaszból kiderül, a kormányfő európai hadsereget és visegrádi parlamenti közgyűlést szeretne.

Juliette Binoche a Jameson Cinefesten

Az Oscar-díjas színésznő, Juliette Binoche lesz a Jameson CineFest – Miskolci Nemzetközi Filmfesztivál megnyitójának sztárja: Magyarország nemzetközi filmfesztiválja az Arany Oroszlán-díjas remekmű, a Kék vetítésével kezdődik szeptember 9-én. Binoche különdíjat kap a fesztiválon és megemlékezik a film rendezőjéről, Krzysztof Kieslowskriól, a modern filmművészet egyik legjelentősebb alakjáról, aki éppen húsz éve hunyt el.