Nasza Loteria SR - pasek na kartach artykułów

Polowanie na fale grawitacyjne

Dariusz Chajewski 68 324 88 79 [email protected]
Krzysztof Maciesiak, 35 lat, rodowity zielonogórzanin, absolwent Akademii Górniczo Hutniczej i Uniwersytetu Zielonogórskiego. Poza astronomią interesuje się kolarstwem i... najnowsza pasja. Szybownictwo.
Krzysztof Maciesiak, 35 lat, rodowity zielonogórzanin, absolwent Akademii Górniczo Hutniczej i Uniwersytetu Zielonogórskiego. Poza astronomią interesuje się kolarstwem i... najnowsza pasja. Szybownictwo.
- Żeby na Ziemi wykryć fale grawitacyjne potrzebny jest straszliwy kataklizm w przestrzeni kosmicznej. Mogą to być zlewające się dwie gwiazdy neutronowe lub supermasywne czarne dziury w jądrach galaktyk - mówi doktor Krzysztof Maciesiak, astrofizyk z Uniwersytetu Zielonogórskiego.

- Jak czuje się naukowiec, badacz, który poświęca swój czas, energię na szukanie czegoś, co istnieje tylko teoretycznie.
- Nie, to nie tak. My wiemy, że fale grawitacyjne istnieją, chociaż rzeczywiście jest to jedynie wniosek z ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, którego do dziś nie potwierdzono. Nie udało nam się ich zaobserwować bezpośrednio, chociaż istnieją dowody pośrednie. Ale to nie znaczy, że teoria jest zła, a tych fal nie ma. To tylko dowód na niedoskonałość naszych metod obserwacji.

- Gdzieś przeczytałem takie obrazowe zdanie, że żyjemy we wszechświecie obmywanym przez fale grawitacyjne.
- To prawda. Fale te są niezwykle słabe, delikatne i żeby na Ziemi dostępnymi obecnie narzędziami je wykryć potrzebny jest straszliwy kataklizm w przestrzeni kosmicznej, na przykład zlewające się dwie gwiazdy neutronowe lub supermasywne czarne dziury w jądrach galaktyk. Nie przypominają fal dźwiękowych, czyli rozchodzących się drgań cząsteczek powietrza. Nie są także oscylacjami pól, jak fale elektromagnetyczne. Fale grawitacyjne to drgania samej czasoprzestrzeni. Można je sobie wyobrazić jako przemieszczające się deformacje obszaru, do jakiego docierają.

- Brrr... Brzmi jak z horroru sci fi. Na czym polega trudność w dostrzeżeniu tych śladów?
- Teoretycznie wiemy wszystko, potrafimy wyjaśnić nawet proces rozchodzenia się fali grawitacyjnej. Na świecie jest już kilka wyspecjalizowanych obserwatoriów, które przy pomocy ogromnych ramion próbują wychwycić najlżejsze drgnięcie. To takie monstrualne laserowe sejsmometry. Niestety, na razie przez Ziemię nie przeszła dostatecznie silna fala grawitacyjna, która spowodowałaby zauważalne drgnięcie "grawometru".

- Niestety? Czekamy na kosmiczne tsunami?
- Grawitacja jest stanem czasoprzestrzeni. Gdy coś ją zaburzy, to jak na morzu rozchodzi się w postaci fal. I tak jak na morzu fale są mniejsze i większe. Czułość naszych instrumentów pozwala na razie zarejestrować tylko właśnie największe tsunami, które jeszcze nie nadeszło w czasie trwania eksperymentu.

- Skąd w panu te emocje? Nawet nie wie pan ile czasu dzieli was od odkrycia?
- Nieważne kiedy, ważne, że musi nastąpić. I nie ma żadnego pośpiechu, za wyjątkiem wyścigu pomiędzy różnymi zespołami na świecie próbującymi dokonać pierwszej detekcji. Teoria grawitacji Newtona, poprzedniczka einsteinowskiej, funkcjonuje na razie w niemal doskonały sposób i sprawdza się nawet przy dokowaniu statków kosmicznych na orbicie okołoziemskiej. Zakłada, że siły grawitacji działają na odległość i natychmiast. Teoria Einsteina okazała się niezbędna dopiero przy najnowszej generacji systemów GPS. Tutaj Newton już nie działa. GPS jest na tyle dobry, na ile jego twórcy uwzględnili einsteinowską teorię względności.

- Wracając do katastroficznych wizji... Przeczytałem, że skoro taka fala do nas by dotarła wszystkie obiekty zmieniłyby parametry?
Tutaj włącza się przysłuchujący się rozmowie prof. Janusz Gil:

J.G.:- Jednak parametry naszego ciała, nawet te najwrażliwsze, przesunęłyby się najwyżej o kilka nanometrów. Co to oznacza? Gwarantuję, że żadna plomba panu nie wypadnie.

- Jak to się stało, że zaczął się pan zajmować tak - powiedzmy - niszową dziedziną?
- Trudno nazwać wszechświat niszą... Astronomia zawsze była moją pasją, a mam to szczęście, że Zielona Góra jest silnym ośrodkiem astrofizyki. Na dodatek niewiele jest takich dziedzin, w których można coś odkryć. Astronomia, a raczej astrofizyka taką szansę daje. A fale grawitacyjne? Trochę przypadkowo trafiłem na staż do profesora Manchestera w Sydney, który stworzył wielki międzynarodowy zespół polujący na fale grawitacyjne metodą chronometrażu pulsarów. Udało mi się do niego dołączyć i chyba mam szansę dołożyć cegiełkę do oczekiwanego wiekopomnego odkrycia fal grawitacyjnych.

- Odkrycie? To liczenie słupków, czy godziny przed obrazem kosmosu?
-Jak już wspomniałem grupa profesora Manchestera wykorzystuje do tego pulsary. Jest to najtańsza i chyba najefektywniejsza antena grawitacyjna i to stworzona przez naturę. Krótko mówiąc, pulsary nadają regularne sygnały radiowe, których częstotliwość znamy. Staramy się wychwycić wszelkie zaburzenia, nieprawidłowości, które mogą świadczyć o przejściu fali grawitacyjnej. Pulsar to taki potwornie dokładny zegar kosmiczny, który może spóźniać się najwyżej o sekundę w ciągu milionów lat. Wyselekcjonowano około 20 pulsarów, które obserwowane są radioteleskopem w Australii. Tworzą one tzw. chronometrażową sieć pulsarową. Cały czas monitoruje się ich częstotliwości i jeśli wystąpi zakłócenie takiego samego rodzaju w odbiorze sygnału dwóch z nich będziemy wiedzieli, że fala przeszła.
- A jaka jest pana rola?
- Skala zakłócenia, którą potrafimy wychwycić. Zajmuję się jak najbardziej precyzyjnym wyłapaniem zakłóceń, czyli czułością chronometrażu. W tej chwili błąd pomiaru jest rzędu mikrosekund, a musimy zejść co najmniej o jeden rząd wielkości niżej. Poprawiam dokładności pomiaru czasu odebrania sygnału pulsarów do około 100 nanosekund. Na razie udało się to uzyskać dla jednego pulsara w sieci. Musimy to zrobić dla większości z 20 pulsarów. Wtedy szanse wykrycia fali grawitacyjnej znacznie wzrosną. Właśnie publikujemy pracę na ten temat.

- Pracuje pan w Zielonej Górze?
- Nad częścią projektu pracuję w Australii w Sydney, gdzie prowadzi się obserwacje właśnie przy pomocy sieci pulsarów i dokonuje analizy danych obserwacyjnych. Właśnie czeka mnie kolejny wyjazd do Australii, aby dołączyć do polowania na fale grawitacyjne. To duży projekt, w który zaangażowanych jest kilkudziesięciu naukowców z całego świata. Każdy ma precyzyjne zadanie do wykonania i dopiero wspólny wysiłek może doprowadzić do ostatecznego sukcesu.

- Praktyczne zastosowanie ewentualnego odkrycia? Fale morskie potrafimy wykorzystać...
J.G.:- Ale dojście do tego zajęło nam kilka tysięcy lat. Nie inaczej będzie z falami grawitacyjnymi. Zawsze irytują mnie pytania dziennikarzy o praktyczne zastosowanie wyników badań. Nie ma ich na razie i bardzo dobrze. To są badania podstawowe, a z każdego odkrycia prędzej, czy później ludzkość odniesie korzyść. Gdy premier angielski zapytał Michaela Faradaya o zastosowanie jego odkryć, ten odpowiedział "nie wiem, ale mogę się założyć, że kiedyś pański rząd nałoży na nie podatek".

- Co zatem oznacza w pana przypadku odniesienie sukcesu?
- Jedno jest pewne. Ten, kto zaobserwuje fale grawitacyjne otrzyma nagrodę Nobla. Oczywiście nie trafi ona do całego zespołu, ale do jednego człowieka, profesora Richarda Manchestera, który poszukiwania rozpoczął i zbudował zespół. Ale mi wystarczy świadomość, że będę jednym z kilkudziesięciu współautorów publikacji donoszącej o tym odkryciu.

- A nie powinien tej nagrody dostać przypadkiem Einstein?
- Za teorie niepotwierdzone Nobla się nie dostaje. Z drugiej strony nie przyznaje się tej nagrody pośmiertnie, nawet po potwierdzeniu teorii.

- Dziękuję.

Oferty pracy z Twojego regionu

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!
Wróć na gazetalubuska.pl Gazeta Lubuska