FOTO: NASA/Facebook
Informacije koje se dijele na internetu za sada nisu do kraja potvrđene, međutim, ako budu, označit će službeni početak velike nove ere u astronomiji. Naime, otkriće gravitacijskih valova, koje su mnogi proglasili jednim od najvećih u astrofizici 21. stoljeća i vrijednim Nobelove nagrade, nije samo potvrdilo predviđanja Einsteinove opće teorije relativnosti prema kojima bi kretanje tijela trebalo uzrokovati stvaranje gravitacijskih valova, odnosno nabora u prostor vremenu, kao što kretanje metka stvara valove u zraku. Ono također otvara vrata za novu vrstu promatranja, baš kao što je to učinio razvoj raznih teleskopa koji rade na raznim duljinama elektromagnetskog zračenja. Primjerice, radio teleskopi koji primaju radiovalove, uspijevaju proniknuti u svemirska prostranstva prekrivena plinovima i prašinom koji obično apsorbiraju, odnosno blokiraju vidljivu svjetlost s kojom rade optički teleskopi.
Što kažu glasine, odnosno informacije?
Golemi detektori projekta Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), od kojih je jedan postavljen u Louisiani, a drugi u Washingtonu, do sada su snimili gravitacijske valove tri puta. No sve te zabilježene nabore u prostor vremenu uzrokovali su srazovi crnih rupa, što znači da događaji nisu mogli biti potvrđeni promatranjima teleskopima koji bilježe elektromagnetske valove. Naime, poznato je da crne rupe uglavnom ne zrače (osim hipotetskog Hawkingova zračenja). Naprotiv, njihova je gravitacija tolika da zarobljavaju čak i svjetlost. Zato se zovu crne rupe. No znanstvenici se još od prvog otkrića gravitacijskih valova krajem 2015. nadaju da će zabilježiti neke koje neće stvoriti crne rupe već sraz zvijezda goleme mase, kao što su primjerice neutronske zvijezde.
U ovom novom slučaju, sraz istih neutronskih zvijezda najvjerojatnije je zabilježio još jedan detektor – Virgo u Pisi u Italiji, čiji su instrumenti nedavno unaprijeđeni na višu razinu osjetljivosti. Budući da tri instrumenta omogućuju trigonometrijsko određivanje izvora signala, novi događaj mogao bi se u svemiru identificirati s mnogo većom preciznošću od prijašnjih koji su bilježili samo dva instrumenta u SAD-u. Kako se radi o neutronskim zvijezdama, čiji sraz bi morao odaslati signal u elektromagnetskom spektru, od radiovalova do gama zraka, postoji velika mogućnost da su događaj zabilježili i teleskopi koji su u tom trenutku snimali taj dio neba.
Prema tvitu astronoma Petera Yoachima s University of Washington u Seattleu, LIGO je zabilježio signal koji ima optičku potvrdu u galaksiji NGC 4993 udaljenoj 130 milijuna svjetlosnih godina u zviježđu Hidre.
„Prva mogućnost koja se nameće jest da je u pitanju sraz dviju neutronskih zvijezda“, objasnio je u drugom tvitu.
Yoachim se kasnije ispričao zbog curenja informacija.
Čemu tajnovitost?
Ljudi koji rade na snimanju gravitacijskih valova za sada ne žele izaći s konkretnim informacijama. Jedan od njih je fizičar Damir Buškulić (na slici dolje), podrijetlom iz Zadra, koji radi na Virgu.
„Jako mi je žao, ali kao član kolaboracije LIGO-Virgo, ne mogu komentirati glasine i ne mogu vam reći više od onoga što stoji u našoj javnoj poruci objavljenoj prije nekoliko dana“, rekao je Buškulić za Index.
„Ne komentiramo nalaze čak ni našim kolegama iz laboratorija i drugih eksperimenata. Razumijem vašu radoznalost. I ja bih, da sam na vašem mjestu, htio znati koji su rezultati zadnjeg perioda prikupljanja podataka“, dodao je fizičar s adresom u Francuskoj.
Naime, u znanstvenom svijetu uobičajeno je da se prikupljeni podaci temeljito analiziraju, da prođu ozbiljnu recenziju stručnjaka te da se konačno objave u nekom uglednom znanstvenom časopisu.
Potvrda teleskopa
U novom slučaju posebno je zanimljivo to što je NASA-in Gamma-ray Space Telescope Fermi u području gama zračenja u istom dijelu neba zabilježio signal koji ima specifična obilježja koja govore da bi mogao dolaziti iz izvora gravitacijskih valova. Članovi tima koji radi na Fermiju odbili su komentirati svoj nalaz, međutim, za očekivati je da bi sudar neutronskih zvijezda mogao biti izvor kratkih izboja gama zraka, koji uobičajeno traju po nekoliko sekundi, a praćeni su bljeskom vidljivog svjetla, radio valova i rendgenskih zraka koji traju po nekoliko dana. Problem je u tome što Fermi, mada je zabilježio gama zračenje, vjerojatno neće biti u mogućnosti precizno odrediti njegov izvor. Astronomi su stoga, odmah nakon pokretanja alarma, okrenuli svoje teleskope prema galaksiji NGC 4993. Nedugo nakon toga, 22. kolovoza, Space Telescope Live, koji objavljuje najnovije vijesti o aktivnostima svemirskog teleskopa Hubble, lansirao je tvit prema kojem je taj uređaj okrenut prema NGC 4993. Tvit je kasnije izbrisan.
Konačno, prošli petak 25. kolovoza, kolaboracija LIGO-Virgo objavila je najsvježije informacije o otkriću na svojoj službenoj stranici.
„Prema preliminarnim analizama podataka i LIGO i Virgo zabilježili su neke obećavajuće kandidate za gravitacijske valove, a mi smo s partnerima u astronomskim promatranjima podijelili ono što za sada znamo. Naporno radimo kako bismo sa sigurnošću utvrdili jesu li kandidati uistinu gravitacijski valovi, a trebat će vremena da to potvrdimo s dovoljnom razinom sigurnosti da bismo mogli izaći pred znanstvenu zajednicu i širu javnost. Dat ćemo na znanje čim budemo imali informacije spremne za dijeljenje“, stoji u objavi kolaboracije.
Važnost novog otkrića
Uz sve što smo već naveli u tekstu, novo otkriće važno je i zbog toga što se sraz neutronskih zvijezda, budući da su manje masivne, odvija kroz duže razdoblje – one se manje privlače, a njihove putanje sporije kolabiraju u sudar. Sraz crnih rupa uobičajeno traje sekundu ili čak manje, dok signal neutronskih zvijezda, koje se sve brže i sve bliže vrte jedna oko druge, može trajati oko minute. Takvi duži srazovi trebali bi omogućiti kvalitetnija testiranja Einsteinove opće teorije relativnosti, a također i bolje razumijevanje procesa u kojima nastaju neutronske zvijezde. Konačno, povezivanje GRB-ova s novim signalom moglo bi potvrditi pretpostavke da su srazovi neutronskih zvijezda uistinu izvor GRB-ova.
Astrofizičar Dinko Milaković, doktorand opservacijske kozmologije na European Southern Observatory (ESO), kaže:
„Glasine su uzbudile astronomsku zajednicu. Svi su složni da bi, ukoliko se pokažu istinitima, ovo otkriće bilo iznimno važno za mnoge grane fizike“, rekao je za Index naš astrofizičar.
„U prve tri potvrđene LIGO detekcije riječ je bila o spajanju crnih rupa, koje su same po sebi nevidljive našim teleskopima. Iako su astronomi tražili bilo kakav trag svjetlosti kojeg su ta spajanja mogla proizvesti, on nije pronađen. Stoga bi ovo otkriće nedvosmisleno povezalo izvore gravitacijskih valova s objektima u svemiru koje možemo izravno opaziti teleskopima“, pojasnio je Milaković.
„Među najvažnijim i najočitijim posljedicama, ovo tkriće trebalo bi omogućiti testiranje postojeće teorije gravitacije te hipoteza o fizici nuklearnih procesa i stvaranja teških elemenata. Također bi trebalo pokrenuti uspostavljanje novog znanstvenog polja gravitacijske kozmologije. Uz sve navedeno, elektromagnetsko opažanje ovog izvora gravitacijskih valova trebalo bi olakšati precizno određivanje njegove udaljenosti, što bi nadalje omogućilo korištenje ovakvih valova kao 'standardnih sirena' za mjerenje daljina tijela u svemiru. Standardne sirene gravitacijska su analogija za standardne svijeće (zbog vibracije valova koji se mogu pretvoriti u zvuk nazvane su sirenama op.a.), izvore svjetlosti čija se svojstva znaju, a koje služe za mjerenje udaljenosti u svemiru (ako znamo kakav bi trebao biti sjaj nekog tijela, onda po relativnom sjaju znamo koliko je daleko op.a.). Standardne sirene potom se mogu koristiti za mjerenje ubrzanja širenja svemira, odnosno svojstava tamne energije“, kaže MIlaković.
U ovoj priči treba imati na umu da će planirano dodavanje novih detektora gravitacijskih valova u Indiji i Japanu u svjetsku mrežu detektora omogućiti da se izvori gravitacijskih valova opažaju učestalije, ali i s boljom sigurnošću određivanja iz kojeg smjera su valovi došli. U tom kontekstu otkriće sraza neutronskih zvijezda zapravo je samo pitanje vremena.
„Sudari neutronskih zvijezda u svemiru nisu iznimno rijetki. Stoga, ukoliko se glasine o ovom otkriću ne potvrde, morat ćemo samo još malo pričekati; kad-tad jednoga ćemo opaziti“, poručio je optimistično naš sugovornik.