PAN informacje

Miała miejsce pierwsza jednoczesna obserwacja fal grawitacyjnych i światła z tego samego zjawiska: w badaniach uczestniczy polski zespół badawczy i europejski detektor Virgo.

Wspólne obserwacje LIGO-Virgo i teleskopów w szerokim zakresie długości fal - multi-messenger astronomy - oznaczają zupełnie nową erę badań Kosmosu:
- opracowano nową metodę pomiaru kosmicznych odległości i tempa rozszerzania się Wszechświata,
- zbadano najgęstszy materiał we Wszechświecie - wnętrze gwiazd neutronowych,
- lepiej zrozumiano teorię grawitacji i sposób pomiaru prędkości rozchodzenia się fal grawitacyjnych - fale grawitacyjne poruszają się z prędkością światła,
- zaobserwowane pozostałości po zderzeniu wyjaśniają pochodzenie metali cięższych od żelaza: m. in. złoto i platyna, które znajdujemy na Ziemi powstają w zderzeniach gwiazd neutronowych.

Fale grawitacyjne zarejestrowane przez globalną sieć detektorów LIGO i Virgo pochodzą z układu podwójnego gwiazd neutronowych - gwiazdy krążyły wokół siebie coraz bliżej i coraz szybciej, aż do momentu zderzenia, któremu towarzyszyła bardzo wielka ilość bardzo energetycznego promieniowania gamma tzw. krótki błysk gamma: są one najjaśniejszymi kosmicznymi katastrofami. Zjawiska te są znane astronomom od ponad 50 lat, ale dopiero przedstawiana dziś obserwacja jest dowodem na to, że są one wynikiem zderzeń gwiazd neutronowych. Dzięki obserwacjom europejskiego detektora Virgo precyzyjna lokalizacja źródła na niebie umożliwiła różnym rodzajom teleskopów obserwacje wybuchu w świetle widzialnym, radio, X itd.

Przedstawiona dzisiaj nowa detekcja fal grawitacyjnych pochodzi z nowego typu źródeł - układu podwójnego gwiazd neutronowych. Gwiazdy neutronowe to najbardziej ekstremalne i najgęstsze obiekty znane nauce (jedna łyżeczka materiału gwiazdy neutronowej waży więcej, niż wszyscy ludzie żyjący obecnie na Ziemi). Powstają one podczas eksplozji gwiazd supernowych, podczas których materia jest zgniatana do ogromnych gęstości (podobnej nie da się wyprodukować i badać na Ziemi).

Detektory fal grawitacyjnych LIGO (USA) i Virgo (projekt europejski, do którego należy polski zespół Polgraw) potrafią wykrywać fale grawitacyjne emitowane przez odległe, kosmiczne katastrofy. Detektory te to wielokilometrowej długości interferometry laserowe - niezwykle dokładne ,,linijki’’, które używają światła laserowego do mierzenia bardzo małych zmian odległości w przestrzeni, w której się znajdują. Projekty LIGO i Virgo współpracują ze sobą dokonując wspólnie detekcji i analizując dane. Do tej pory w ramach projektu zespoły zarejestrowały 4 zjawiska, które polegają na zderzeniu się czarnych dziur o masach każda kilkadziesiąt mas Słońca, i połączeniu się ich w jedną, większą, szybko kręcącą się czarną dziurę. Zderzenia czarnych dziur można wykryć jedynie rejestrując fale grawitacyjne. Dzięki detektorom LIGO i Virgo naukowcy mogą ,,usłyszeć’’ zjawiska, których nie da się zobaczyć.

Grawitacja jest jednym z czterech podstawowych oddziaływań znanych fizykom. Mimo, że doświadczamy jej w codziennym życiu, jej natura jest najsłabiej zbadana. Astronomiczne obserwacje Kosmosu pozwalają na śledzenie procesów zachodzących w ogromnych polach grawitacyjnych (nieosiągalnych na Ziemi), co daje nadzieję na zrozumienie fundamentalnych zasad rządzących grawitacją.
Obecnie niezwykle skuteczną teorią grawitacji jest ogólna teoria względności Einsteina z której wynika, że masy zakrzywiają wokół siebie przestrzeń i zmieniają tempo, w jakim płynie czas. Jeśli masy poruszają się w czasoprzestrzeni, to faluje ona i drga. Zmienne w czasie zachowanie się odległości i przepływu czasu w czasoprzestrzeni nazywa się falami grawitacyjnymi.

Informacja o pierwszej konferencji dotyczącej detekcji fal grawitacyjnych

Konferencja odbyła się 16.10.2017 r. w Warszawie.
Spotkanie otworzył prof. Paweł Rowiński, Wiceprezes PAN.
W panelu naukowym udział wzięli:
Grupa Virgo-Polgraw:
     prof. Andrzej Królak, Instytut Matematyczny PAN & Narodowe Centrum Badań Jądrowych
     dr hab. Michał Bejger, Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN
     prof. Tomasz Bulik, Uniwersytet Warszawski
     dr hab. Dorota Gondek-Rosińska, Uniwersytet Zielonogórski
     prof. Piotr Jaranowski, Uniwersytet w Białymstoku
prof. Rafał Moderski (HESS), Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN
dr hab. Jacek Niemiec (HAWC), Instytut Fizyki Jądrowej, PAN
dr hab. Łukasz Stawarz (Fermi), Uniwersytet Jagielloński
dr hab. Łukasz Wyrzykowski (ePESSTO, SALT), Uniwersytet Warszawski
prof. Henryk Wilczyński (Pierre Auger) Instytut Fizyki Jądrowej, PAN
prof. Aleksander Żarnecki (Pi of the Sky), Uniwersytet Warszawski
Podsumowania spotkania dokonał prof. Krzysztof Belczyński z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN.