Informacije koje se dijele na internetu za sada nisu do kraja potvrđene,
međutim, ako budu, označit će službeni početak velike nove ere u
astronomiji. Naime, otkriće gravitacijskih valova, koje su mnogi
proglasili jednim od najvećih u astrofizici 21. stoljeća i vrijednim
Nobelove nagrade, nije samo potvrdilo predviđanja Einsteinove opće
teorije relativnosti prema kojima bi kretanje tijela trebalo uzrokovati
stvaranje gravitacijskih valova, odnosno nabora u prostor vremenu, kao
što kretanje metka stvara valove u zraku. Ono također otvara vrata za
novu vrstu promatranja, baš kao što je to učinio razvoj raznih teleskopa
koji rade na raznim duljinama elektromagnetskog zračenja. Primjerice,
radio teleskopi koji primaju radiovalove, uspijevaju proniknuti u
svemirska prostranstva prekrivena plinovima i prašinom koji obično
apsorbiraju, odnosno blokiraju vidljivu svjetlost s kojom rade optički
teleskopi.
Što kažu glasine, odnosno informacije?
Golemi detektori projekta Laser Interferometer Gravitational-Wave
Observatory (LIGO), od kojih je jedan postavljen u Louisiani, a drugi u
Washingtonu, do sada su snimili gravitacijske valove tri puta. No sve te
zabilježene nabore u prostor vremenu uzrokovali su srazovi crnih rupa,
što znači da događaji nisu mogli biti potvrđeni promatranjima
teleskopima koji bilježe elektromagnetske valove. Naime, poznato je da
crne rupe uglavnom ne zrače (osim hipotetskog Hawkingova zračenja).
Naprotiv, njihova je gravitacija tolika da zarobljavaju čak i svjetlost.
Zato se zovu crne rupe. No znanstvenici se još od prvog otkrića
gravitacijskih valova krajem 2015. nadaju da će zabilježiti neke koje
neće stvoriti crne rupe već sraz zvijezda goleme mase, kao što su
primjerice neutronske zvijezde.
U ovom novom slučaju, sraz istih neutronskih zvijezda najvjerojatnije je
zabilježio još jedan detektor – Virgo u Pisi u Italiji, čiji su
instrumenti nedavno unaprijeđeni na višu razinu osjetljivosti. Budući da
tri instrumenta omogućuju trigonometrijsko određivanje izvora signala,
novi događaj mogao bi se u svemiru identificirati s mnogo većom
preciznošću od prijašnjih koji su bilježili samo dva instrumenta u
SAD-u. Kako se radi o neutronskim zvijezdama, čiji sraz bi morao
odaslati signal u elektromagnetskom spektru, od radiovalova do gama
zraka, postoji velika mogućnost da su događaj zabilježili i teleskopi
koji su u tom trenutku snimali taj dio neba.
Prema tvitu astronoma Petera Yoachima s University of Washington u
Seattleu, LIGO je zabilježio signal koji ima optičku potvrdu u galaksiji
NGC 4993 udaljenoj 130 milijuna svjetlosnih godina u zviježđu Hidre.
„Prva mogućnost koja se nameće jest da je u pitanju sraz dviju neutronskih zvijezda“, objasnio je u drugom tvitu.
Yoachim se kasnije ispričao zbog curenja informacija.
Čemu tajnovitost?
Ljudi koji rade na snimanju gravitacijskih valova za sada ne žele izaći s
konkretnim informacijama. Jedan od njih je fizičar Damir Buškulić (na
slici dolje), podrijetlom iz Zadra, koji radi na Virgu.
„Jako mi je žao, ali kao član kolaboracije LIGO-Virgo, ne mogu
komentirati glasine i ne mogu vam reći više od onoga što stoji u našoj
javnoj poruci objavljenoj prije nekoliko dana“, rekao je Buškulić za
Index.
„Ne komentiramo nalaze čak ni našim kolegama iz laboratorija i drugih
eksperimenata. Razumijem vašu radoznalost. I ja bih, da sam na vašem
mjestu, htio znati koji su rezultati zadnjeg perioda prikupljanja
podataka“, dodao je fizičar s adresom u Francuskoj.
Naime, u znanstvenom svijetu uobičajeno je da se prikupljeni podaci
temeljito analiziraju, da prođu ozbiljnu recenziju stručnjaka te da se
konačno objave u nekom uglednom znanstvenom časopisu.
Potvrda teleskopa
U novom slučaju posebno je zanimljivo to što je NASA-in Gamma-ray Space
Telescope Fermi u području gama zračenja u istom dijelu neba zabilježio
signal koji ima specifična obilježja koja govore da bi mogao dolaziti iz
izvora gravitacijskih valova. Članovi tima koji radi na Fermiju odbili
su komentirati svoj nalaz, međutim, za očekivati je da bi sudar
neutronskih zvijezda mogao biti izvor kratkih izboja gama zraka, koji
uobičajeno traju po nekoliko sekundi, a praćeni su bljeskom vidljivog
svjetla, radio valova i rendgenskih zraka koji traju po nekoliko dana.
Problem je u tome što Fermi, mada je zabilježio gama zračenje,
vjerojatno neće biti u mogućnosti precizno odrediti njegov izvor.
Astronomi su stoga, odmah nakon pokretanja alarma, okrenuli svoje
teleskope prema galaksiji NGC 4993. Nedugo nakon toga, 22. kolovoza,
Space Telescope Live, koji objavljuje najnovije vijesti o aktivnostima
svemirskog teleskopa Hubble, lansirao je tvit prema kojem je taj uređaj
okrenut prema NGC 4993. Tvit je kasnije izbrisan.
Konačno, prošli petak 25. kolovoza, kolaboracija LIGO-Virgo objavila je najsvježije informacije o otkriću na svojoj službenoj stranici.
„Prema preliminarnim analizama podataka i LIGO i Virgo zabilježili su
neke obećavajuće kandidate za gravitacijske valove, a mi smo s
partnerima u astronomskim promatranjima podijelili ono što za sada
znamo. Naporno radimo kako bismo sa sigurnošću utvrdili jesu li
kandidati uistinu gravitacijski valovi, a trebat će vremena da to
potvrdimo s dovoljnom razinom sigurnosti da bismo mogli izaći pred
znanstvenu zajednicu i širu javnost. Dat ćemo na znanje čim budemo imali
informacije spremne za dijeljenje“, stoji u objavi kolaboracije.
Važnost novog otkrića
Uz sve što smo već naveli u tekstu, novo otkriće važno je i zbog toga
što se sraz neutronskih zvijezda, budući da su manje masivne, odvija
kroz duže razdoblje – one se manje privlače, a njihove putanje sporije
kolabiraju u sudar. Sraz crnih rupa uobičajeno traje sekundu ili čak
manje, dok signal neutronskih zvijezda, koje se sve brže i sve bliže
vrte jedna oko druge, može trajati oko minute. Takvi duži srazovi
trebali bi omogućiti kvalitetnija testiranja Einsteinove opće teorije
relativnosti, a također i bolje razumijevanje procesa u kojima nastaju
neutronske zvijezde. Konačno, povezivanje GRB-ova s novim signalom moglo
bi potvrditi pretpostavke da su srazovi neutronskih zvijezda uistinu
izvor GRB-ova.
Astrofizičar Dinko Milaković, doktorand opservacijske kozmologije na European Southern Observatory (ESO), kaže:
„Glasine su uzbudile astronomsku zajednicu. Svi su složni da bi, ukoliko
se pokažu istinitima, ovo otkriće bilo iznimno važno za mnoge grane
fizike“, rekao je za Index naš astrofizičar.
„U prve tri potvrđene LIGO detekcije riječ je bila o spajanju crnih
rupa, koje su same po sebi nevidljive našim teleskopima. Iako su
astronomi tražili bilo kakav trag svjetlosti kojeg su ta spajanja mogla
proizvesti, on nije pronađen. Stoga bi ovo otkriće nedvosmisleno
povezalo izvore gravitacijskih valova s objektima u svemiru koje možemo
izravno opaziti teleskopima“, pojasnio je Milaković.
„Među najvažnijim i najočitijim posljedicama, ovo tkriće trebalo bi
omogućiti testiranje postojeće teorije gravitacije te hipoteza o fizici
nuklearnih procesa i stvaranja teških elemenata. Također bi trebalo
pokrenuti uspostavljanje novog znanstvenog polja gravitacijske
kozmologije. Uz sve navedeno, elektromagnetsko opažanje ovog izvora
gravitacijskih valova trebalo bi olakšati precizno određivanje njegove
udaljenosti, što bi nadalje omogućilo korištenje ovakvih valova kao
'standardnih sirena' za mjerenje daljina tijela u svemiru.
Standardne sirene gravitacijska su analogija za standardne svijeće
(zbog vibracije valova koji se mogu pretvoriti u zvuk nazvane su
sirenama op.a.), izvore svjetlosti čija se svojstva znaju, a koje služe
za mjerenje udaljenosti u svemiru (ako znamo kakav bi trebao biti sjaj
nekog tijela, onda po relativnom sjaju znamo koliko je daleko op.a.).
Standardne sirene potom se mogu koristiti za mjerenje ubrzanja širenja
svemira, odnosno svojstava tamne energije“, kaže MIlaković.
U ovoj priči treba imati na umu da će planirano dodavanje novih
detektora gravitacijskih valova u Indiji i Japanu u svjetsku mrežu
detektora omogućiti da se izvori gravitacijskih valova opažaju
učestalije, ali i s boljom sigurnošću određivanja iz kojeg smjera su
valovi došli. U tom kontekstu otkriće sraza neutronskih zvijezda zapravo
je samo pitanje vremena.
„Sudari neutronskih zvijezda u svemiru nisu iznimno rijetki. Stoga,
ukoliko se glasine o ovom otkriću ne potvrde, morat ćemo samo još malo
pričekati; kad-tad jednoga ćemo opaziti“, poručio je optimistično naš
sugovornik.
