A gravitációs hullámok felfedezése új ablakot nyit az univerzumra
Lovász László emlékeztetett arra, hogy a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) Tudományos Együttműködésben több magyar tudóscsapat is közreműködött: "a munka oroszlánrészét" a Frei Zsolt vezette Eötvös Gravity Research Group (EGRG) végezte, de az adatfeldolgozásban részt vett az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont is. Utóbbi a szintén a gravitációs hullámokat kutató Virgo együttműködés tagja.
"A gravitációs hullámok felfedezése az alapkutatás látványos sikere, amely mögött több mint egymilliárd dolláros befektetés és több évtizedes műszerfejlesztés áll" - mondta az MTA elnöke. A LIGO tudósai csütörtökön Washingtonban jelentették be, hogy közvetlen bizonyítékot találtak a téridő görbületének hullámszerűen terjedő megváltozására, amelyet Albert Einstein jósolt meg száz éve. Az eseményt élőben lehetett követni az MTA székházában.
A budapesti sajtótájékoztatón Frei Zsolt elmondta: 2015. szeptember 14-én a LIGO mindkét detektora ugyanazt a gravitációs hullámokra utaló jelet érzékelte, amelynek forrása egy Földtől 1,3 milliárd fényévnyire lévő galaxisban összeolvadó két fekete lyuk volt. Az ütközés révén három naptömegnyi energia szabadult fel, ugyanannyi, mintha háromezer tipikus szupernóva-robbanás következett volna be egyszerre. Más példával élve ez az energiamennyiség 4500-szor több, mint amit a Nap egész életében ki fog sugározni - tette hozzá.
A két fekete lyuk évmilliókig kerülgette egymást, a végső nyolc keringést már mindössze 0,2 másodperc alatt tették meg, míg a legutolsó keringés csupán a másodperc százötvened részéig tartott. Az összeolvadás pillanata előtt, az eseményhorizontok találkozásánál a két fekete lyuk távolsága mindössze 210 kilométer volt - fejtette ki. Frei Zsolt emlékeztetett arra, hogy Albert Einstein 1916-ban még úgy vélte, a gravitációs hullámok csupán oly apró változást idéznek elő a téridő szövetén, amelyet valószínűleg soha nem lehet majd emberi műszerekkel érzékelni. A mai technika viszont lehetővé tette, hogy a LIGO detektorai két, egyenként négy kilométeres karjuk között a téridőnek a proton töredék részével egyenlő méretű elváltozását is kimutassák - fűzte hozzá.
Az asztrofizikus az egyik legkritikusabb problémának egyébként a zaj kiszűrését nevezte, ugyanis a detektorok olyan érzékenyek, hogy külön észlelik a több száz kilométerre fekvő tengerpartra becsapódó hullámokat is. Frei Zsolt hangsúlyozta: nem csupán egy, hanem egyszerre három felfedezés történt, hiszen a gravitációs hullámok első közvetlen érzékelése mellett először sikerült bizonyítani a kettős fekete lyukak létezését. Emellett a fekete lyukak összeolvadása a legnagyobb energiájú folyamat, amelyet az emberiség valaha is észlelt.
"Eddig csak az elektromágneses kölcsönhatás alapján figyelhettük meg az eget - ugyanis a fény, de a rádióhullámok vagy a röntgensugárzás is ennek különböző megnyilvánulási formái. Mostantól olyan jelenségeket is észlelhetünk és hallhatunk majd, amelyeket eddig nem tudtunk megfigyelni" - tette hozzá. A magyar tudósok - az EGRG mellett az MTA Atommagkutató Intézet, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) fizikusai - a felfedezés sikeréhez többek között műszerfejlesztésével, hullámforma-modellezéssel, adatelemzéssel, műszakfelügyelettel és egy olyan galaxiskatalógus összeállításával járultak hozzá, amelynek segítségével a jövőben pontosabban meg lehet határozni a feketelyuk-párok összeolvadásának egyelőre bizonytalan helyszínét.
Raffai Péter, az EGRG tagja a gravitációs hullámok érzékelésének körülményeiről szólva elmondta, a LIGO belső működési mechanizmusának része az is, hogy időnként mesterséges jelekkel tesztelik a kutatókat és a keresőprogramokat. Mivel azonban a fekete lyukak ütközésének jelét egy nagyszabású fejlesztés elvégzését követően, négy nappal a hivatalos mérési szezon kezdete előtt érzékelték, a jelek nem lehettek mesterségesek, így szinte napokon belül sejteni lehetett, hogy fontos észlelés történt - fűzte hozzá. Frei Zsolt az MTI-nek a sajtótájékoztatót követően hangsúlyozta: nem valószínű, hogy a felfedezés tévesnek bizonyul majd, hiszen egymástól több ezer kilométerre fekvő két detektor is fogta egyszerre ugyanazt a jelet, az adatok elemzésével pedig több mint 50 millió processzor-órát töltöttek el. Mint fogalmazott, "inkább előbb, mint utóbb" várható, hogy a gravitációs hullámok érzékeléséért Nobel-díjjal jutalmazzák a sikeresnek bizonyult mérési eljárást kifejlesztő kutatókat, Rainer Weisst, Kip Thorne-t és Ronald Drevert.
