gravitációs hullámok
(LIGO,Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Lézer interferométer gravitációs hullám obszervatórium, VIRGO)
Az általános
relativitáselmélet arra következtet, hogy ha egy nagy tömegű
testtel változás történik (pl. egy csillag
összeomlik fekete lyukká), az "fodrozódást"
kelt a téridőben, amely sugarasan, fénysebességgel
terjed szét a forrástól.
Ezek a gravitációs hullámok változást idéznek elő az általuk átjárt
nagy tömegű testekben.
Az animáció két egymás körül keringő fekete lyuk által keltett gravitációs hullámok szimulációját mutatja be.
A gravitációs hullámok észlelésére elképesztően precíz interferometriás
észlelő eszközöket fejlesztettek ki.
A Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) (Lézer interferométer gravitációs hullám obszervatórium) két észlelő rendszere az Amerikai Egyesült Államokban Hanfordban (Washington állam) - balra - és Livingstonban (Louisana állam) - jobbra található.
 |
 |
Mindkét interferométer rendszer két egymásra merőleges 4 km hosszúságú vákuumalagútjának
végén rezgésmentesen felfüggesztett speciális tükrök vannak.
A sugárosztóra alap helyzetben a közvetlen és visszavert lézersugár azonos fázisban
érkezik és kioltják egymást, az érzékelőre nem kerül fény. Ha az üreg hossza
megváltozik, akkor a fáziseltolódás miatt fény jut az érzékelőre.
A 4 kilométeres szakaszon a gravitációs hullámok 10-18 m
elmozdulást okoznak. Rendkívül pontos mérésre és nagyon precíz zavarszűrésre
volt szükség az észleléshez.
Ezért volt szükség két mérőállomásra. Csak, ha mindkettő ugyanazt méri, akkor
tekinthető az észlelés a gravitációs hullámok hatásának.
Egy ugyanilyen
elven működő harmadik rendszer a VIRGO Olaszországban, Pisa közelében
épült fel. Ennek üzembe helyezésével a gravitációs hullámokat kiváltó
események helye pontosabban meghatározható. Építése 1996-ban kezdődött. Két
egymásra merőleges 3 km hosszú vákuumkarral rendelkezik. A 2000-es évek elején
kezdte működését és 2011-ben kezdték el az érzékenység növeléséhez szükséges
műszaki fejlesztéseket. A fejlesztés 2017. februárjában fejeződött be.
Munkájában a magyar Virgo-csoport (a Wigner Fizikai Kutatóintézet az ELTE és
a Szegedi Tudomágyetem szakemberei) is részt vesznek a munkában. Elsősorban
a kiértékelő szoftverek fejlesztését végzik.
A gravitációs hullámokat 2015. szeptember 14-én, magyar idő szerint délelőtt 10 óra 51 perckor (9:51 UTC) észlelte a LIGO mindkét detektora.
A mérés során két (29, illetve 36 naptömegnyi) fekete
lyuk összeütközése által keltett gravitációs hullámokat észlelték.
Ebből a tömegből Napunk
tömegének a háromszorosa alakult energiává
a másodperc törtrésze alatt. A felszabadult energia
háromezer tipikus szupernóva-robbanás
energiájával egyenlő, vagy egy másik
hasonlattal: 4500-szor több mint amit a Nap
egész élete során (kb. 10 milliárd év alatt) kisugároz. Ezzel ez a legnagyobb
energiájú észlelt esemény a csillagászat
történetében. Az energiát a gravitációs
hullámok vezették el.
Az esemény adatai az alábbi ábrákon láthatók.
