Rieth József: Világképem - Háttérismeret

Gravitációs hullámok - késik az észlelés

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

A gravitációs hullámok létezése Einstein általános relativitáselméletének egyetlen olyan jóslata, amelyet eddig nem sikerült kísérletileg közvetlenül igazolni. Egy a Science-ben most megjelent cikk újabb kudarcról számol be: egy nemzetközi kutatócsoport 11 éve folytat olyan megfigyeléseket, amelyektől bizonyos típusú folyamatokban keletkező gravitációs hullámok kimutatását várták, ám nem észleltek semmit. Ez azt sugallja, hogy valami gond lehet az eddig használt asztrofizikai modellekkel.

A Ryan Shannon, a Nemzetközi Rádiócsillagászati Kutatóközpont (ICRAR) munkatársa vezette kutatócsoport az ausztráliai Parkes rádiótávcsővel olyan gravitációs hullámoktól származó jeleket keresett, amelyek a belátható Világegyetemben az ütköző galaxisokban lévő szupernagy tömegű fekete lyukak (Supermassive Black Holes: SMBH-k) összeolvadása során jönnek létre. Ezek egyfajta „háttérzajt" hoznak létre a téridő szerkezetében, amely a forrásoktól minden irányba hullámszerűen terjed. „Ennek azonban a legcsekélyebb jelét sem észleltük" — mondta Shannon.

Erősen leegyszerűsítve a dolog szemléletesen a következőképpen képzelhető el: nagyobb tömegektől távol a téridő szerkezete (vagy „szövete") sík: egy kifeszített gumilepedőhöz hasonlítható. Egy nagyobb tömeg jelenléte ezt úgy módosítja, mintha egy súlyos golyót helyeznénk el rajta: a golyó körül a lepedő besüpped. Két egymáshoz egyre közelebb keringő nagy tömeg már nem csupán két mélyedést hoz létre benne, hanem rezgésbe is hozza, amely a forrástól kiinduló hepe-hupákként hullámszerűen kiterjed a teljes lepedőre.

Pillanatkép két szupermasszív fekete lyuk összeolvadásának számítógépes szimulációjából (KÉP: MICHAEL KOPPITZ)

Shannon és munkatársai a téridő szövetében így terjedő egyenetlenségeket próbálták milliszekundumos pulzárokra gyakorolt hatásuk révén kimutatni. A pulzárok gyorsan pörgő neutroncsillagok, amelyeknek a mágneses tengely irányába kibocsátott rádiójelei (amennyiben az nem esik egybe a forgástengellyel) egy körbeforgó világítótorony fénykévéjéhez hasonlóan egyenlő időközönként, periodikusan érnek el hozzánk. Szokás ezért őket precízen ketyegő órákhoz is hasonlítani. A téridő szerkezetének a Föld és a pulzár közti régiójában fellépő egyenetlenségei azonban ezeknek a jeleknek a terjedését is eltorzíthatják, ami az egymást követő jelek távolságának kisebb eltolódásával — megnyúlásával vagy rövidülésével — jár. Modellszámítások szerint ez a vizsgált pulzárok esetében nagyságrendileg 10 méteres elcsúszást jelent a pulzárok teljes útja (a pulzár tőlünk mért távolsága) során, ami jelek beérkezésének ütemében parányi változást okoz. Ennek az ütemváltozásnak a hatását próbálták a megfigyelési idő több évre nyújtásával a kimutathatóság határáig növelni.

Az, hogy mégsem sikerült 11 év alatt sem semmiféle változást észlelni, arra mutat, hogy a számítások során használt elméleti modellek (és a mögöttük feltételezett mechanizmusok) nem elég pontosak és javításra szorulnak.

És mi a helyzet más gravitációs hullámdetektorokkal? A kutatók szerint ez a kudarc a nemrég üzembe helyezett LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory: lézerinterferométeres gravitációs hullám obszervatórium) sikerének esélyeit közvetlenül nem érinti, ott ugyanis más forrásokból származó gravitációs hullámok jeleit keresik majd, egy egészen más frekvenciatartományban.

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

-----------------

(PhysOrg)

1306-1307.o. - Élet és Tudomány - 2015/41.