Slika nije dostupna
Slika nije dostupna

Nedavno otkriće gravitacijskih valova za čovječanstvo znači dvije stvari - ništa dramatično, a opet gotovo neprocjenjivo.


Kad želite dočarati nešto poput otkrića gravitacijskih valova masama u Hrvatskoj i želite da se to ureže duboko u svijest, onda s kombinacijom Mate Mišo Kovač i Albert Einstein teško da možete ne ostvariti taj cilj. Predavanjem o tom značajnom otkriću za čovječanstvo, održanom u Tehničkom muzeju Nikole Tesle, fizičar s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta, doc.dr.sc. Darko Horvatić, je upravo uz pomoć legendarnog Miše, i ostvario taj cilj.

Vezani članci Slika nije dostupna Hrvatski fizičar sudjelovao u otkriću gravitacijskih valova: "Zbog iznenađenja smo pokrenuli i policijsku istragu" Slika nije dostupna Otkriće koje je uzdrmalo svijet: Nobel za fiziku trojici Amerikanaca

Za Horvatića otkriće gravitacijskih valova ima dvojako značenje. "Ono što smo primjetili, s jedne strane nije toliko dramatično, a s druge strane je opet nemjerljivo. Postoji nešto dramatično što smo napravili po prvi put u povijesti čovječanstva, a da je neusporedivo s dosadašnjim iskustvima. Dobili smo nove oči za pogled u svemir, jer dosad smo opažali svemir isključivo elektromagnetskim valovima. Ovo je prvi put da opažamo svemir pomoću gravitacijskih valova, pomoću promjena u prostor-vremenu", kaže Horvatić.

'Jel bila Liga prvaka?'

Gravitacijske valove koji su otkriveni, proizvelo je sudaranje dviju masivnih crnih rupa. No koliko je dramatičan taj događaj, ovisi o točki iz koje ga promatramo. "Vidio sam da su se više ljudi uzbudili oko nekog gola sinoć. Jel bila Liga prvaka? Ja sam fizičar...", rekao je Horvatić, na što je netko iz auditorija odgovorio potvrdno. Dramatično ne bi bilo ni na udaljenosti od crne rupe od promatrača kao što je Mjesec udaljen od Zemlje, što je u svemirskim terminima, relativno blizu (300.000 kilometara), ističe Horvatić. Da bi efekt bio dramatičan, morali bismo biti još bliže.

Efekt gravitacijskih valova na masu je takav da on prolaskom masu izvitoperi. Obzirom na snagu gravitacijskog vala, efekt istog će varirati. Gravitacijski val otkriven sustavom LIGO toliko je slabog učinka, jer dolazi s udaljenosti od 1,3 milijarde svjetlosnih godina, da ga može otkriti baš upravo samo sustav poput LIGO-a, koji je i napravljen u tu svrhu.

No, što je to gravitacijski naboj? To je masa. Dakle, kao što na elektromagnetski val reagira električni naboj, tako na gravitacijski val reagira masa. Znači gravitacijski val mijenja geometriju prostor-vremena.

Sva ekipa vesela, a ne zna ni zašto

"I kako su ljudi na planeti Zemlji reagirali na predivnu vijest o otkriću gravitacijskih valova?", upitao je Horvatić auditorij u kino dvorani Tehničkog muzeja, pokazujući pritom fotografije iz prvog reda koncerta Mate Miše Kovača. "Uglavnom, ekipa je s entuzijazmom reagirala na otkriće gravitacijskih valova, da ekipi nije ni jasno zašto. Što se mijenja u našem svakodnevnom životu? Jel se išta mijenja? Ne. Svaki znanstveni rad koji danas radimo, mora nešto vratiti industriji, mora nešto vratiti znanosti. Ovaj eksperiment vraća dosta toga, ali u usporedbi s Cernom i ne baš", pojašnjava Horvatić.

Zašto su se onda fizičari obespametili na taj signal? Trenutno imamo dva postrojenja za otkrivanje gravitacijskih valova, a u Italiji se čeka puštanje u rad i trećeg, koji se zove VIRGO. S tim postrojenjem, čitav sustav postiže triangulaciju signala gravitacijskog vala, odnosno jako precizno se na taj način može odrediti otkud dolazi signal.

Druga stvar je što sustav za otkrivanje gravitacijskih valova otkriva njihov signal koji dolazi iz suludo dalekih svemirskih prostranstava. I čovječanstvo sad ima uređaj koji ih može detektirati, ali nije poanta otkriti jedan, već desetke, pedesetke, stotine i tisuće. Mjeriti i proučavati svemir u dosad nezamislivom dijelu spektra. I to ne samo s jednim uređajem, jer kao što elektromagnetske valove mjerimo s više uređaja, svaki specijaliziran za poseban spektar, tako ćemo vjerojatno ubuduće mjeriti i gravitacijske valove i njihov spektar.

Osim navedenih detektora, u Japanu se radi sustav TAMA, u Australiji AIGO i GEO 600 u Njemačkoj.

Mate Mišo Kovač i brzina svjetlosti

Način na koji sustav za detektiranje LIGO radi jest takav, da ima laser i posebnu leću koja lasersku zraku razdvaja na dvije i prati dolazi li do interferencija u njihovom međusobnom odnosu. Ipak, to se ne radi klasičnim mjerilima, poput metra, jer prolazak gravitacijskog vala, kako iskrivljuje prostor i vrijeme, uniformno bi iskrivio i taj nazovimo metar i izmjerili ne bi ništa.

Stoga, za mjerenje svjetlosti najbolje je koristiti svjetlost, jer se ona ne mijenja. "Što kaže Mate Mišo Kovač za svjetlost? Ostala si uvijek ista", ilustrira svojstva svjetlosti Horvatić, opet kroz lik i djelo legendarnog hrvatsog pjevača. Kako gravitacijski valovi iskrivljuju prostor-vrijeme, to utječe i na put fotona iz lasera koji sukladno moraju prijeći ili nešto manji ili veći put od inače normalnog. Kad se takvo što dogodi, valovi jedne zrake više nisu identični drugoj laserskoj zraki i dobiva se interferencijski uzorak, tako da se oni zbrajaju, a razlika u sumi predstavlja interferenciju. Ako je signal gravitacijskog vala značajan (da ga LIGO može otkriti), onda će se interferencija i pojaviti. U tom nedavnom slučaju krak laserskog vala, koji je dugačak 4 kilometra, skratio se za tisućinku promjera protona. I LIGO je to uspio zabilježiti, jer toliko je osjetljiv. Sukladno, što su krakovi detektora veći, to je i osjetljivost veća.

Dvije milisekunde za energiju 50 puta veću od čitavog svemira

Kojom je onda jačinom energije proizveden taj zabilježeni gravitacijski val? U dvije milisekunde, na njegovom izvoru, oslobođeno je 50 puta više snage od elektromagnetskog zračenja svih zvijezda svemira zajedno. "U te dvije milisekunde u svemir je poslana energija 50 puta veća od sve svijetlosti zvijezda u svemiru. Mislim da je to stvarno impresivno", ističe Horvatić.

'Dabogda živio u zanimljivim vremnima'

Nadalje, u spajanju dvaju crnih rupa, ekvivalent tri mase Sunca se pretvorio u energiju. Takvo što čovjeka doista može natjerati da se pita koliko je bitan faktor u svemiru, kao i plava pikula koja pluta istim, obzirom na takve događaje u nesagledivo dalekim svemirskim prostranstvima. Ali to ima i svojih prednosti, jer smo daleko od takvih izrazito destruktivnih sila. Horvatić se, u tom smislu, poslužio starom kineskom kletvom, koja kaže: "Dabogda živio u zanimljivim vremenima".

"Ne želiš živjeti kad je zanimljivo. Trenutno je Sirijcima 'zanimljivo'", kaže... Zato je nama u našem kutu svemira dobro na poziciji promatrača spektakla u svemiru, na sigurnoj udaljenosti.

Einsteinova teorija relativnosti otkrićem gravitacijskih valova je skroz dokazana i Einstein je prije 100 godina još bio u pravu kad je rekao da postoje gravitacijski valovi, no što sad? Horvatić kaže - moramo izaći iz okvira Einsteina, odnosno, moramo krenuti dalje od Einsteina. Pitanja na koja danas fizičari traže odogovore nadilaze Einsteinove okvire, a ima ih doista puno.