Gravitacinių bangų atradimas pakeis ne tai, ką žinome apie Visatą, bet tai, kaip šią informaciją gauname, LRT RADIJUI sako Fizinių ir technologijos mokslų centro astrofizikas Kastytis Zubovas. Anot jo, gravitacinių bangų atradimas padėjo įrodyti, kad juodosios skylės egzistuoja ir gali padėti surinkti daug naujos informacijos ateityje apie tuos kūnus, kurie neskleidžia elektromagnetinių bangų.
Gravitacinių bangų atradimas pakeis ne tai, ką žinome apie Visatą, bet tai, kaip šią informaciją gauname, LRT RADIJUI sako Fizinių ir technologijos mokslų centro astrofizikas Kastytis Zubovas. Anot jo, gravitacinių bangų atradimas padėjo įrodyti, kad juodosios skylės egzistuoja ir gali padėti surinkti daug naujos informacijos ateityje apie tuos kūnus, kurie neskleidžia elektromagnetinių bangų.
– Pirmasis apie egzistuojančias gravitacines bangas prieš šimtą metų kalbėjo garsus fizikas – Albertas Einsteinas. Dabar tai įrodyta. Kas yra tos bangos?
– Gravitacines bangas galima būtų palyginti su bangomis, kurios susidaro, pavyzdžiui, įmetus į vandens telkinį akmenį – įkrenta akmuo, kyla vandens raibuliai, kurie sklinda tolyn. Kažkas panašaus įvyksta ir erdvėlaikyje. Erdvėlaikis yra viena iš pagrindinių bendrosios reliatyvumo teorijos koncepcijų. Tai yra tam tikra terpė, susidedanti iš laiko ir erdvės, kurioje visi kūnai juda ir kurią patys kūnai veikia. Kiekvienas kūnas, turintis masę, tą erdvėlaikį aplink save iškreipia.
– Ar mes tai darome ir dabar?
– Taip, ir mes tai darome, tiesiog mūsų masė yra tokia maža, kad tas iškreipimas neturi jokio pastebimo poveikio mūsų kasdieniame gyvenime. Dėl to prireikė daugybės šimtų metų po Isaaco Newtono suformuluotos gravitacijos, kad įvairūs stebėjimų rezultatai pagerėtų tiek, kad būtų galima atskirti vadinamuosius klasikinius gravitacijos efektus nuo reliatyvesnių. Tai buvo padaryta XX a. pradžioje, suformuluota reliatyvumo teorija.
Vienas iš efektų, kurį prognozuoja bendroji reliatyvumo teorija yra toks – jei masyvus kūnas juda su pagreičiu, nuo jo ima sklisti gravitacinės bangos, t. y. tas erdvėlaikio iškreiptumas, esantis aplink kūną, taip pradeda keistis, kad pats erdvėlaikis ima raibuliuoti tolin nuo kūno. Šis efektas labai silpnas tokioje sistemoje, kaip Saulės sistema. Žemė, besisukdama aplink Saulę, gravitacines bangas irgi skleidžia, tiesiog jų stiprumas toks menkas, kad jo aptikti nėra šansų.
– Gravitacinės bangos buvo aptiktos, kai susijungė dvi juodosios skylės. Ar dėl to efekto stiprumo ir buvo atrastos tos bangos?
– Taip. Besijungiančios juodosios skylės buvo labai priartėjusios. Jos judėjo orbita viena aplink kita greičiais, artimais šviesos greičiui – labai dideliu greičiu ir pagreičiu, nes vyko judėjimas apskritimu. Dėl to gravitacinių bangų energija buvo labai didelė. Net ir sklisdamos po visą visatą 1,3 mlrd. metų tos gravitacinės bangos dar buvo pakankamai stiprios, kad mūsų naujausi detektoriai sugebėtų jas aptikti.
– Kokia nauda žmonijai iš šių atrastų bangų? Esate rašęs, kad šis atradimas ateityje, ko gero, pakeis visą astronomiją.
– Astronomiją pakeis gal ne tuo, ką žinome apie Visatą, bet tuo, kaip sužinome. Iki šiol visa informacija, kurią turėjome apie kosmosą, mus pasiekdavo elektromagnetinėmis bangomis. Ta pati šviesa, kurią matome, yra elektromagnetinės bangos. Radijo, infraraudonosios bangos, rentgeno, gama spinduliai – visa yra elektromagnetinės bangos. Skiriasi jų energija, jas kuriantys procesai, detektoriai, kuriais tas bangas, spindulius aptinkame, bet savo principu tai vis tiek yra tas pats fotonų srautas arba, kitaip sakant, elektromagnetinė banga.
Gravitacinės bangos yra fundamentaliai kitokios. Galima būtų vaizdžiai palyginti, kad iki šiol į Visatą žiūrėjome taip, tarsi žiūrėtume begarsį filmą, o staiga mums įjungė garsą. [...] Užfiksuodami gravitacines bangas mes, pavyzdžiui, galėsime stebėti objektus, kurie neskleidžia jokios elektromagnetinės spinduliuotės.
– Gal galite pateikti pavyzdžių?
– Kad ir dabartinis atradimas – dvi juodosios skylės, besisukančios viena aplink kitą. Juodąsias skyles apskritai stebėti elektromagnetinėmis bangomis galime tada, kai prie jų yra pakankamai medžiagos, kurią galime fiksuoti. Pavyzdžiui, prie jų gali būti dujų, kurios besisukdamos aplink juodąją skylę įkaista ir ima spinduliuoti specifinį spektrą. Dvinarė juodoji skylė yra dvi juodosios skylės, besisukančios viena aplink kitą. Jos jokios elektromagnetinės spinduliuotės neskleidžia, todėl pastebėti tokį kūną įprastais teleskopais neįmanoma.
– Teko skaityti, kad šis gravitacijos bangų atradimas pagrindė teoriją, kad juodosios skylės egzistuoja.
– Tai yra tvirčiausias įrodymas, kad juodosios skylės egzistuoja, nes anksčiau turėjome labai gerų, bet netiesioginių įrodymų – jas aptikdavome per poveikį aplinkai, o dabar aptikome per poveikį erdvei šalia juodųjų skylių. Kadangi poveikis idealiai atitinka tai, kas buvo prognozuojama bendroje reliatyvumo teorijoje prieš šimtą metų, dabar galime daug tvirčiau teigti, kad juodosios skylės tikrai egzistuoja.
– Prieš kiek milijardų metų susidarė tos dvi juodosios skylės, kurių bangas atrado mokslininkai?
– Geriausias spėjimas – 1,3 mlrd. metų.
– Ar jos dar egzistuoja?
– Tai, kas liko, joms susijungus, yra nauja, masyvesnė juodoji skylė – maždaug 62-ių Saulės masių. Greičiausiai ši juodoji skylė vis dar egzistuoja. Jai pranykti nėra kaip, nebent ji susiliejo su dar viena juodąja skyle.
– Ar gravitacinės bangos atsirado po to, kai pačioje pradžioje įvyko Didysis sprogimas?
– Pirmosios gravitacinės bangos pasklido kartu su Didžiuoju sprogimu, tačiau yra ir kitų procesų, kurie jas kuria.
