Ενα παράθυρο στο άγνωστο Σύμπαν

Επρεπε να περάσει ένας αιώνας για να ανοίξουμε ένα παράθυρο στο άγνωστο Σύμπαν. Ενας αιώνας από τότε που ο Αλβέρτος Αϊνστάιν διατύπωσε τη γενική θεωρία της σχετικότητας κάνοντας λόγο για βαρυτικά κύματα. Εκείνη η υπόθεση επιβεβαιώθηκε. Τα βαρυτικά κύματα υπάρχουν και πλέον υπάρχουν και οι αποδείξεις για την ύπαρξή τους. Εντοπίστηκαν για πρώτη φορά ως «ανώμαλο φαινόμενο» στις 14 του περασμένου Σεπτεμβρίου και στις 11 και 50 λεπτά και 45 δευτερόλεπτα (ώρα Ελλάδας) στις Ηνωμένες Πολιτείες από τους ανιχνευτές του πειράματος LIGO. Και το συμπέρασμα στο οποίο καταλήγουν σήμερα οι επιστήμονες είναι ότι παρήχθησαν στο τελευταίο κλάσμα του δευτερολέπτου κατά τη διαδικασία της συγχώνευσης ανάμεσα σε δύο μαύρες τρύπες πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Το σήμα εντοπίστηκε από τις κεραίες των ανιχνευτών του LIGO και αναλύθηκε από τις ερευνητικές ομάδες στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Για την επιστήμη της φυσικής είναι ένα αποτέλεσμα χωρίς προηγούμενο. Γιατί εκτός από το γεγονός ότι επιβεβαιώνει την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων παρέχει και την πρώτη άμεση απόδειξη ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες. «Το 1916 ο Αϊνστάιν προέβλεψε τα βαρυτικά κύματα. Σήμερα είμαστε στην ευτυχή θέση να ανακοινώσουμε ότι εντοπίσαμε για πρώτη φορά τα βαρυτικά κύματα» έλεγε το επίσημο ανακοινωθέν που δόθηκε χθες στις 17.30 ώρα Ελλάδας.

Η ανακάλυψη ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην αστρονομία. Οι επιστήμονες παρατήρησαν για πρώτη φορά ένα φαινόμενο όχι μέσω δεδομένων παρατήρησης αλλά μέσω των βαρυτικών κυμάτων που παρήχθησαν. Το φαινόμενο μπορεί να διήρκεσε μόλις ένα κλάσμα του δευτερολέπτου αλλά η ενέργεια που εκλύθηκε ήταν τεράστια – ίση με τρεις ηλιακές μάζες. Οι δύο τρύπες δεν σχημάτιζαν ζευγάρι, δηλαδή ένα δυαδικό σύστημα στο οποίο το ένα περιστρεφόταν γύρω από το άλλο. Η μία τρύπα είχε 36 φορές μεγαλύτερη μάζα από αυτήν του Ηλιου και η άλλη 29 φορές. Προσέγγισαν η μία την άλλη με μια ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Οσο περισσότερο πλησίαζαν τόσο περισσότερο το σήμα αποκτούσε εύρος και μεγαλύτερη συχνότητα. Ηταν, λένε οι ειδικοί, ένας οξύς ήχος. Ενώ αμέσως μετά τη σύγκρουση δημιουργήθηκε μία και μοναδική μαύρη τρύπα. Η μάζα αυτής της νέας τρύπας είναι ίση με τη μάζα των δύο από τις οποίες δημιουργήθηκε, μείον την ποσότητα που απελευθερώθηκε υπό τη μορφή βαρυτικών κυμάτων.

Αλλά τι ακριβώς είναι αυτά τα βαρυτικά κύματα; Είναι κυματισμοί που παράγονται στον χωροχρόνο από πολύ βίαια φαινόμενα όπως είναι η έκρηξη ενός σούπερνοβα ή η ένωση ανάμεσα σε δύο μαύρες τρύπες. Τα βαρυτικά κύματα διασκορπίζονται στο Σύμπαν και σύμφωνα με τους επιστήμονες μεταφέρουν πληροφορίες για τα φαινόμενα που προκάλεσαν τη Μεγάλη Εκρηξη από την οποία γεννήθηκε το Σύμπαν. Η διαδικασία της σύντηξης ανάμεσα στις δύο μαύρες τρύπες από την οποία προκλήθηκαν τα βαρυτικά κύματα είναι ένα γεγονός που συνέβη σε απόσταση 410 μεγαπαρσέκ από τη Γη. Τι είναι το παρσέκ; Μονάδα μέτρησης αποστάσεων στην αστρονομία που αντιστοιχεί σε 30,9 τρισεκατομύρια χιλιόμετρα. Αυτό σημαίνει ότι η σύντηξη σημειώθηκε πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Η παρατήρηση του Σύμπαντος μέσω των βαρυτικών κυμάτων αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο το μελετάμε. Εως τώρα, σημειώνουν οι ειδικοί, είναι σαν να παρατηρούσαμε το Σύμπαν σε ακτινογραφίες. Τώρα οι ειδικοί έχουν στη διάθεσή τους μια συσκευή υπερήχου. Η παρατήρηση και η μελέτη γίνονται κάτω από ένα εντελώς διαφορετικό πρίσμα. Για τους επιστήμονες δεν είναι τυχαίο, επομένως, ότι η πρώτη μέτρηση του εύρους και των φάσεων των βαρυτικών κυμάτων συνοδεύτηκε από μια άλλη σημαντική ανακάλυψη – αυτή της σύντηξης ενός δυαδικού συστήματος μαύρων τρυπών.