Шта су уопште гравитациони таласи, како се могу дефинисати?
Гравитациони таласи су све до сада били хипотетичка идеја, проистекла из једначина које је Алберт Ајнштајн написао пре тачно 100 година. Људима је углавном позната његова специјална теорија релативности, која је веома важна за науку јер је променила концепт времена и простора. Ајнштајн је заправо увидео неке недостатке Њутнове теорије — променио је један аксиом, и рекао да је брзина у свемиру ограничена на брзину светлости, да ништа брже од тога не постоји, а задржао је релативност. Десет година касније, покушао је да се суочи с проблемом с којим се суочавао и Њутн — покушао је да опише гравитацију.
Гравитација је заправо најмистерознија интеракција за физичаре, једна од најмистериознијих ствари око нас, иако њено присуство непрекидно осећамо.
Ајнштајн је, покушавајући да одговори на питање како се планете крећу под дејством гравитације, написао једну једначину која је савршенији облик Њутновог закона гравитације. Прецизном математиком показао је да могу да се појаве неки таласи, а прорачун је показао и да је за детектовање тих таласа неопходна врста прецизности за коју се донедавно сматрало да ју је немогуће достићи, односно да је немогуће доћи до таквог технолошког напретка да би се ти таласи регистровали.
Па ипак, ЛИГО колаборација је успела да докаже да они постоје!
Зашто је откриће гравитационих таласа толико битно? Због чега се сматра да они доносе револуционарне промене у свет науке?
С обзиром на то да се сматрало да је немогуће уопште снимити гравитационе таласе, сама чињеница да су они снимљени је изазвала велико изненађење у научној заједници. То је плод великог напора, који траје више од 100 година, да се открију одговори на нека фундаментална питања о томе како функционише универзум. Сада смо добили један значајан одговор, који није само важан за научнике и физику него је веома битан и за обичне људе. Проширено је знање људске цивилизације, а читав пројекат је рађен готово у мраку — нисмо могли бити сигурни да ће ЛИГО инструменти уопште успети да забележе постојање гравитационих таласа. Био је то један ризичан експеримент, али је дао резултат.
Колико је времена било потребно да се забележе гравитациони таласи?
Постоји један куриозитет у вези са тим. Само постројење се градило 20 година, а идеја о изградњи таквог комплекса постоји и неколико деценија дуже. Када је завршена изградња, нисмо морали да чекамо неко време да се експеримент спроведе, него су заправо оног тренутка када су пуштени у рад ЛИГО детектори „уловили" гравитациони талас! То је један потпуно фасцинантан експеримент, који је истовремено изведен на две локације — на северозападу и југозападу Америке. Истовремено су забележили исти сигнал.
Да ли је утврђено из ког дела свемира потиче талас?
Оно што у овом тренутку знамо је да потиче приближно из сазвежђа Орла. Врло је тешко одредити тачну локацију. Извесно је да је догађај који је изазвао гравитациони талас био заправо судар две врло масивне црне рупе. Дакле, да би се догодио талас, потребно је да се две изузетне масе сударе, и да то изазове поремећај простора и времена, који даље изазива ширење гравитационих таласа. На тај начин сазнајемо понешто више и о самим црним рупама.
Ово откриће може да помогне да схватимо како је настао универзум?
Треба пре свега разумети колико је чудовишно пространство универзума. Пошто се светлост креће ограниченом брзином, иако је она огромна, потребни су милиони и милијарде година да светлост стигне из удаљених делова свемира. Зато ћете у дубоком свемиру моћи да посматрате само догађаје који су се десили веома давно. Дакле, овај судар црних рупа се догодио практично пре него што се развио било какав живот на планети Земљи. Не говоримо о људској врсти, сисарима или о развијенијим вишећелијским организмима — говоримо о томе да уопште није било никаквог живота када се ово десило. И то је путовало кроз свемир, стигло је до нас, и ми смо данас успели да га детектујемо.
Чињеница да је ово потврда Ајнштајнове теорије омогућује нам да коришћењем Ајнштајнових једначина боље разумемо како свемир функционише.
Ако прихватимо тезу да су гравитациони таласи померања у простор-времену, да ли би њихово откриће теоретски могло да омогући да и путовање кроз време постане стварност?
Треба имати у виду да за нас простор-време није нешто што нам је јасно — то је четвородимензионални простор, где је четврта димензија време, и он може да се опише само математички. Можемо да пробамо да га замишљамо, али врло апстрактно. Питања која се односе на различите временске парадоксе доминантно су везана за специјалну теорију релативности.
Ајнштајн је, без икаквих компромиса, употребио аксиоматику, извео своје једначине — и добио парадоксални резултат, да оне буду такве да време зависи од брзине којом се крећете. То није нешто што је блиско нашој интуицији, али то знамо и из филмова научне фантастике — ако ставите некога у свемирски брод који се јако брзо креће, онда ће време за њега тећи другачије. Такав један брод, који путује брзином светлости, на неки начин јесте временска машина, зато што ће за њега време тећи другачије.
Истовремено, неки разноврсни, чудновати објекти који су се појавили у разним физичким теоријама — као што су рецимо црвоточине, или теорија струна, настали су тако што су се физичари играли Ајнштајновим једначинама. Показало се да би они теоријски могли постојати, и да могу да омогуће неку нову врсту путовања кроз свемир.
Данас смо још увек далеко, али разумевање свемира на тај начин може да нам помогне да једног дана и дођемо до тога — али заиста у врло далекој будућности. У сваком случају, после открића гравитационих таласа више ништа неће бити исто. Промениће се поглед на универзум. А путовање кроз време ипак неће бити могуће… Засад.
