Pada awal 2016, kerjasama antarabangsa ahli fizik mencatat gelombang graviti buat pertama kalinya dalam sejarah manusia. Gelombang dihasilkan oleh penggabungan dua lubang hitam dan dikesan menggunakan detektor-interferometer khas LIGO, yang terletak di Amerika Syarikat. Apa itu gelombang gravitasi, mengapa diperlukan satu abad untuk menemukannya, dan apa peranan saintis Rusia dalam hal ini? Ketua Balai Cerap Astronomi ISU, pengarah saintifik Planetarium Irkutsk Sergey Yazev memberitahu mengenai perkara ini kepada "Oblastnaya".
- Seratus tahun yang lalu, Albert Einstein menyelesaikan karyanya mengenai teori relativiti umum. Teorinya, baru pada masa itu, memungkinkan adanya gelombang graviti yang disebut, yang timbul secara berterusan dan di mana sahaja. Contoh mudah: kita melambaikan tangan, gelombang graviti menyimpang dari tangan. Tetapi graviti adalah kekuatan paling lemah di alam, dan dua faktor diperlukan untuk memperbaiki gelombang graviti. Pertama, mesti ada beberapa peristiwa kuat di mana massa raksasa terlibat, misalnya, penggabungan bintang antara satu sama lain, kejatuhan satu bintang ke bintang yang lain, atau yang serupa. Dan kedua, kita memerlukan peralatan yang sangat sensitif yang akan merakam isyarat dari peristiwa ini di Bumi.
Idea bagaimana mendaftarkan gelombang graviti telah wujud selama beberapa dekad. Ahli fizik sangat memahami apa yang perlu dilakukan, tetapi teknologi yang diperlukan tidak wujud untuk jangka masa yang lama. Pengesan interferometer LIGO di AS, yang mengesan isyarat gelombang graviti, dikandung pada tahun 1992. Untuk masa yang lama ahli fizik tidak dapat memperbaiki apa-apa, kerana pemasangannya kurang sensitif. Faktanya adalah bahawa gelombang graviti, sebenarnya, adalah getaran entiti tertentu, yang disebut oleh ahli fizik sebagai "ruang-waktu". Ini bermaksud, misalnya, bahawa jarak antara dua elemen pemasangan mungkin mulai berubah-ubah, kerana ruang itu sendiri mengubah sifatnya. Ternyata kepekaan peranti yang diperlukan melebihi had persepsi sebenar - amplitud ayunan harus sekitar 10 ribu kali lebih sedikit,daripada ukuran nukleus atom. Ini adalah ketepatan yang hebat. Tahun lalu, pemasangan dimodenkan, setelah itu mungkin untuk merakam isyarat dari kedalaman Alam Semesta mengenai peristiwa yang sangat kuat - penggabungan dua lubang hitam. Ia berlaku satu bilion tiga ratus juta tahun yang lalu, dan hanya pada 14 September tahun lalu, gema itu sampai ke Bumi. Berkat ledakan sinar gamma yang direkam secara serentak, menjadi jelas bahawa ini bukan bunyi rawak. Pakar telah memeriksa hasilnya untuk waktu yang sangat lama dan hanya pada bulan Februari mereka berisiko memberitahu dunia bahawa penemuan besar telah dibuat.dan hanya pada 14 September tahun lalu gema itu sampai ke Bumi. Berkat ledakan sinar gamma yang direkam secara serentak, menjadi jelas bahawa ini bukan bunyi rawak. Para pakar memeriksa hasilnya untuk waktu yang sangat lama dan hanya pada bulan Februari mereka berisiko untuk memberitahu dunia bahawa penemuan hebat telah dibuat.dan hanya pada 14 September tahun lalu gema itu sampai ke Bumi. Berkat ledakan sinar gamma yang direkam secara serentak, menjadi jelas bahawa ini bukan bunyi rawak. Pakar telah memeriksa hasilnya untuk waktu yang sangat lama dan hanya pada bulan Februari mereka berisiko memberitahu dunia bahawa penemuan besar telah dibuat.
Sergey Arturovich, apakah kepentingan penemuan gelombang graviti untuk sains?
- Gelombang graviti melalui apa sahaja. Ini bermaksud bahawa kita akan menerima jenis maklumat baru mengenai proses fizikal. Semasa peristiwa 14 September, tiga massa Matahari, ketika dua lubang hitam bergabung, berubah menjadi tenaga gelombang graviti. Ini adalah tenaga yang luar biasa, jadi walaupun pada jarak satu miliar tiga ratus juta tahun cahaya, kami merasakan peristiwa ini. Bayangkan: gegaran ruang yang telah merebak ke seluruh alam semesta.
Penting untuk diperhatikan bahawa beberapa penemuan lain dibuat serentak dengan pendaftaran gelombang graviti. Pertama, bukti adanya lubang hitam telah diperoleh. Ahli astronomi dan ahli astrofizik tidak meragui perkara ini, tetapi sebilangan ahli fizik teori sehingga baru-baru ini menolak keberadaan objek tersebut. Kedua, disahkan bahawa gelombang graviti bergerak pada kelajuan cahaya, yang diramalkan dalam relativiti umum.
Satu lagi penemuan mesti dinyatakan. Terdapat konsep seperti "cakrawala peristiwa lubang hitam". Dua lubang bergabung satu sama lain, cakrawala peristiwa mengambil bentuk kompleks tertentu dan berubah-ubah. Hasilnya adalah cangkang, di mana sudah ada lubang hitam, tetapi belum keluar. Kesan ini - dinamika cakrawala peristiwa - pertama kali dicatat semasa pemerhatian, walaupun tidak ada yang menjangkakan penemuan semacam ini.
Adakah saintis Rusia mengambil bahagian dalam eksperimen untuk mendaftarkan gelombang graviti?
Video promosi:
- Detektor-interferometer adalah orang Amerika, tetapi pengalaman itu diberikan oleh pasukan antarabangsa, yang merangkumi pakar Rusia. Pemasangan itu menangkap gelombang graviti itu sendiri, tetapi perlu untuk mengetahui dari mana asalnya, peristiwa apa yang menyebabkannya. Jadi, untuk ini, program ini menggunakan teleskop dari seluruh dunia, termasuk rangkaian teleskop Rusia "MASTER". Walau bagaimanapun, masih mungkin untuk menentukan sumber gelombang dengan bantuan teknologi asing.
Banyak asas teori eksperimen yang dijalankan di Amerika Syarikat diciptakan di Rusia. Di negara kita, salah satu pelopor pencarian gelombang graviti adalah ahli fizik terkenal, seorang pekerja Universiti Negeri Moscow, Vladimir Braginsky.
Ahli astrofizik Moscow, ketua projek MASTER, Vladimir Lipunov, bersama-sama dengan rakan-rakannya, pada tahun 1992 menerbitkan sebuah artikel di mana dikatakan bahawa peristiwa pertama untuk memperbaiki gelombang graviti adalah penggabungan lubang hitam. Di samping itu, diketahui bahawa saintis Rusia telah menyumbang kepada pengembangan reka bentuk interferometer pengesan. Secara amnya, kira-kira seribu orang, satu atau lain cara, mengambil bahagian dalam projek ini, dan ahli fizik Rusia memberikan sumbangan mereka untuk tujuan bersama.
Bolehkah penemuan gelombang graviti memenuhi syarat untuk Hadiah Nobel dalam Fizik?
- Secara umum, penemuan gelombang graviti adalah peristiwa kelas Nobel. Dalam kebanyakan kes, penemuan berlaku di luar jangkaan. Tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat dua pengecualian di mana penemuan telah diramalkan dan ia berlaku. Kita bercakap mengenai boson Higgs, penemuannya telah ditunggu selama beberapa dekad, dan gelombang graviti, yang memerlukan seratus tahun untuk mengesahkan. Semua peristiwa ini diramalkan secara teoritis, dalam kedua kes teori tersebut ternyata benar dan disahkan oleh pemerhatian. Pada tahun 2013, hadiah utama dalam bidang fizik diberikan kepada François Engler dan Peter Higgs. Saya berpendapat bahawa Hadiah Nobel juga akan diberikan untuk penemuan gelombang graviti.
