Σημειώσεις του δασκάλου για τα βαρυτικά

Του Χρίστου Γεωργούση

Βαρυτικά κύματα

Η Γενική θεωρία της σχετικότητας προβλέπει ότι κάθε μεταβολή της μάζας ή της κατανομής της αποτυπώνεται στο χωροχρόνο με τη μορφή κυμάτων που αποκαλούνται βαρυτικά κύματα και ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός. Η επιστήμη μετά από δεκάδες χρόνων προσπάθειες κατάφερε να ανιχνεύσει τα κύματα αυτά και να δικαιώσει τον Einstein.

Δύο ανιχνευτές με το όνομα LIGO βρίσκονταν στις ΗΠΑ σε απόσταση 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους. Αυτοί «έπιασαν» πριν ενάμιση χρόνο σήμα που προήλθε από βαρυτικά κύματα. Το κύμα στη φυσική είναι μια διαταραχή που μεταδίδεται από το σημείο στο οποίο δημιουργείται παντού με ορισμένη ταχύτητα. Η προπέλα του πλοίου δημιουργεί διαταραχή η οποία φτάνει στις ακτές. Ο χτύπος της χορδής δημιουργεί διαταραχή που φτάνει στο αυτί μας ως ήχος. Οι κεραίες της τηλεόρασης δημιουργούν διαταραχές στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία και φτάνουν ως εικόνα στο μάτι μας. Η δύναμη της βαρύτητας δημιουργεί διαταραχές που ταξιδεύουν παντού ως κύματα στο σύμπαν. Είναι όμως εξαιρετικά ασθενείς και χρειάζονται ειδικά όργανα. Πρέπει ακόμα να είναι πάρα πολύ ισχυρά τα βαρυτικά πεδία που διαταράσσονται. Το ειδικό όργανο είναι αυτό το LIGO για το οποίο πήραν τα βραβεία Νόμπελ πριν τρεις μέρες τρεις φυσικοί. Τα ισχυρά βαρυτικά πεδία προέκυψαν από τις μαύρες τρύπες. Μαύρη τρύπα είναι το πτώμα, η τελική κατάληξη ενός άστρου. Όταν ξοδέψει όλα του τα καύσιμα, κάτω από τις δυνάμεις βαρύτητας που δεν αντισταθμίζονται πια, καταρρέει, συρρικνώνεται σε ένα μικρό, μικρότατο όγκο. Ο ήλιος μας θα δώσει μαύρη τρύπα μεγέθους ενός μικρού νησιού, ενώ τώρα είναι εκατομμύρια φορές ογκωδέστερος της γης. Ο ήλιος μια μπάλλα ποδοσφαίρου, η γη ένα ρεβίθι. Η μπάλλα θα καταρρεύσει, θα γίνει μικρότερη κι από ρεβύθι, αλλά με μια ελκτική δύναμη τερατώδη. Οι μαύρες τρύπες, αυτές που μας έδωσαν το σήμα, ήταν σε απόσταση 1,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη γη. Ο ήλιος είναι σε απόσταση 8 λεπτών και η σελήνη σε απόσταση ενός δευτερολέπτου. Συγκρίνετε το δευτερόλεπτο με τα δισεκατομμύρια χρόνια! Οι δυο μαύρες τρύπες, 30 και 35 φορές μεγαλύτερες του Ήλιου, πλησίασαν συγκρούστηκαν και συγχωνεύτηκαν, οπότε το βαρυτικό πεδίο γύρω τους διαταράχτηκε και εξέπεμψε ένα κύμα. Αυτό το κύμα «άκουσε» ο ανιχνευτής LIGO και αυτό ήταν απόδειξη της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων. Ακούσαμε λοιπόν έναν ήχο του σύμπαντος κι έτσι ανοίγεται νέο παράθυρο παρατήρησης των μελανών οπών, αυτών των αινιγματικών «αστρικών πτωμάτων» και του άγνωστου κόσμου των δισεκατομμύριων γαλαξιών και άστρων. Ξενωθώμεν του κόσμου τον νουν εις ουρανόν μεταθέντες αναζητώντας το βάθος του!