Kaj stoji za napovedjo prihodnjih gravitacijskih valov?

Znanstveniki iz laserskega interferometra Gravitacijsko-valovnega observatorija (LIGO) bodo v četrtek ob 10.30 uri vzhodnega časa na novinarski konferenci, ki jo bo organizirala Nacionalna znanstvena fundacija. Obstaja precej dober razlog za domnevo, da bodo razglasili odkritje gravitacijskih valov - končno se je končalo 100-letno iskanje enega najpomembnejših, vendar nedosegljivih stebrov moderne fizike za vesolje.

Prejšnji mesec so teoretični fizik in splošni genij Lawrence Krauss objavili, da ima razlog, da verjame, da so znanstveniki iz LIGO - v sodelovanju med znanstveniki iz Caltecha in MIT - končno našli dokaze o gravitacijskih valovih - 100 let po tem, ko je Albert Einstein prvič domneval, da je njihov obstoj razložiti fiziko za splošno teorijo relativnosti. Krauss je na Twitterju zapisal: »Moje prejšnje govorice o LIGO so potrdili neodvisni viri. Ostani na vezi! Gravitacijski valovi so morda odkriti !! Razburljivo.

Če ste izgubljeni, je tu nekaj osnovnih informacij. Mi vemo, da obstajajo gravitacijski valovi, saj vemo, da je gravitacija prava stvar. Toda teh valov nikoli nismo zaznali - vse kar imamo, so posredni dokazi (veste, jabolko, ki pade z drevesa, ali ste padli po stopnicah).

LIGO se je začel leta 2002 z enim specifičnim ciljem: najti gravitacijske valove. To se v bistvu doseže s skeniranjem "valovanja" v prostor-času. Te so zelo majhne - na lestvici deset tisočinke širine protona. Torej potrebujete ultra občutljive instrumente, da jih najdete.

Iskanje LIGO je prineslo 13 brezupno let. Septembra lani pa je projekt precej nadgradil svoje zmogljivosti in instrumente. Oprema LIGO je zdaj trikrat bolj občutljiva pri iskanju gravitacijskih valov, kot je bila prej.

Očitno je bilo potrebnih le nekaj tednov, da se naložbe izplačajo:

Govorica o detekciji gravitacijskega vala pri detektorju LIGO. Neverjetno, če je res. Poslal bo podrobnosti, če bo preživel.

- Lawrence M. Krauss (@ LKrauss1) 25. september 2015

S kom je točno Krauss govoril? To ni bilo nikoli povsem jasno - in ni ponudil nobenih imen ali znakov. Toda nekdo s svojimi tesnimi povezavami ne bi imel veliko težav, da bi stopil v stik z zanesljivim virom. Da ne omenjam, da so znanstveniki precej previdni pri izdelavi kakršnih koli neutemeljenih ali slabo podprtih domnev, zato ni nepredstavljivo, da se je Krauss morda naučil točno to, kar so vsebovali podatki LIGO.

Vendar pa obstajajo dokazi, ki kažejo, zakaj bo LIGO objavil najpomembnejše fizikalne ugotovitve leta. V prepuščenem e-poštnem sporočilu, ki ga je napisal na njegovo fakulteto, je teoretični fizik Clifford Burgess zapisal: "Vohunski pisci, ki so videli papir, pravijo, da so videli gravitacijske valove iz binarne združitve črne luknje."

Ja, to je prav: fiziki iz LIGO bi lahko opazili, da sta dve spiralasti črni luknji, ki se v bistvu zaloputata v eno in drugo, združili v eno. To bi bilo presenečenje, glede na to, da je največja tarča LIGO za iskanje gravitacijskih valov par nevtronskih zvezd. Kul, zagotovo - vendar ne tako epski kot dve črni luknji, ki se polnijo drug na drugega, kot so razjedali moški ovni.

E-pošta še naprej pravi, da je bil signal 5.1 sigma statistično zaznavanje - preseganje 5-sigma standard fiziki uporabljajo za poudarjanje izjemno robustne opazovanja. Oba LIGO-jeva interferometra, uporabljena za iskanje in merjenje gravitacijskih valov, sta ugotovila združitev črne luknje s pravilnim časovnim zamikom med njimi.

Vse to previdno absorbiramo - ne bomo zagotovo vedeli, kaj je LIGO našel do četrtka zjutraj. Ampak, če so ti fiziki res odkrili gravitacijske valove, so brez dvoma shoo-in za Nobelovo nagrado, in bodo nepreklicno spremenili preostali svet fizike od tu naprej.