Στις 14 Σεπτεμβρίου 2015, ώρα Greenwich 09:50:45, τα αυτοματοποιημένα συστήματα των δίδυμων ανιχνευτών LIGO ανίχνευσαν για πρώτη φορά στην ιστορία βαρυτικά κύματα. Το σπουδαίο αυτό επίτευγμα ανακοινώθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, τα Πανεπιστήμια Caltech και MIT και την ερευνητική κοινοπραξία LIGO σχεδόν 5 μήνες αργότερα, την Πέμπτη 11 Φεβρουαρίου 2016 και περίπου 100 χρόνια μετά την πρόβλεψη του Αϊνστάιν για την ύπαρξη αυτών των ανεπαίσθητων ρυτιδώσεων στον «ιστό» του χωροχρόνου. Σύμφωνα με την ανάλυση των σχετικών δεδομένων, τα βαρυτικά κύματα προέρχονταν από την σύγκρουση δύο μαύρων οπών με μάζες 29 και 36 φορές μεγαλύτερες από αυτήν του Ήλιου, περίπου 1 δισ. έτη φωτός μακριά. Κατά την σύγκρουσή τους, οι δύο μαύρες τρύπες συγχωνεύθηκαν σε μία, με μάζα 62 φορές μεγαλύτερη απ’ αυτήν του Ήλιου, ενώ η διαφορά στην συνολική μάζα πριν και μετά την συγχώνευση αντιστοιχεί στην ενέργεια που απελευθερώθηκε κατά την σύγκρουση, με την μορφή βαρυτικών κυμάτων.

Η ανακάλυψη αυτή έδωσε το έναυσμα για μια νέα εποχή στην Αστρονομία. Όπως δήλωσε χαρακτηριστικά ο Karsten Danzmann, διευθυντής στο Ινστιτούτο Max Planck Βαρυτικής Φυσικής, αλλά και στο Ινστιτούτο Βαρυτικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Leibniz της Γερμανίας, «πρόκειται για την πρώτη στα χρονικά απευθείας ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, για την πρώτη στην ιστορία άμεση ανίχνευση μαύρων οπών και συνάμα μία ακόμη επαλήθευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, αφού οι ιδιότητες αυτών των μαύρων οπών συμφωνούν επακριβώς με όσα προβλέπει γι’ αυτές η θεωρία του Αϊνστάιν που διατυπώθηκε σχεδόν 100 χρόνια πριν».

Πραγματικά, η πρώτη στην ιστορία ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων αποτελεί μια ακόμη, εντελώς νέα και εκπληκτική, επαλήθευση της ΓΘΣ, και ειδικότερα της τελευταίας από τις θεμελιώδεις προβλέψεις της, που εξακολουθούσε για δεκαετίες να αντιστέκεται στις προσπάθειες των επιστημόνων να την επιβεβαιώσουν. Πολύ περισσότερο, όμως, η μελέτη των βαρυτικών κυμάτων θα συμβάλει στις προσπάθειες των επιστημόνων να κατανοήσουν σε ακόμη μεγαλύτερο βάθος, όχι μόνο της φύση της βαρύτητας, αλλά θα τους βοηθήσει και στην προσπάθειά τους να επιλύσουν ορισμένα από τα μεγαλύτερα και άλυτα ακόμη μυστήρια της σύγχρονης φυσικής.

Επιπλέον, τα βαρυτικά κύματα δεν μας προσφέρουν μόνο ένα εκπληκτικό εργαλείο για την μελέτη των μαύρων οπών, των αστέρων νετρονίων και των άλλων βίαιων φαινομένων του Σύμπαντος, αλλά μας ανοίγουν και ένα νέο «παράθυρο» για την μελέτη του «βρεφικού» Σύμπαντος, που από τη φύση του είναι αδιαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Καθώς ήδη ανατέλλει μία νέα εποχή στην αστρονομική έρευνα, η Αστρονομία των Βαρυτικών Κυμάτων θα επιτρέψει στους αστρονόμους να συλλέξουν πληροφορίες για τα βίαια φαινόμενα του Σύμπαντος ή για το αρχέγονο παρελθόν του, που η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αδυνατεί, από τη φύση της, να μας μεταφέρει.

Δυο χρόνια μετά από αυτή την ιστορική πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, οι  πρωτεργάτες της ανακάλυψής τους Rainer Weiss, Barry Barish και Kip Thorne τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2017.

Αξίζει να αναφέρουμε εδώ ότι ο Kip Thorne ήρθε στην Αθήνα την Πέμπτη 23 Μαΐου 2019, προσκεκλημένος της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, της Ελληνικής Εταιρίας Σχετικότητας, Βαρύτητας και Κοσμολογίας, του Ιδρύματος Ευγενίδου και των Εκδόσεων Ροπή, με την ευκαιρία της έκδοσης στα Ελληνικά του βιβλίου του «Η Επιστήμη του Interstellar». Η διάλεξη του κορυφαίου επιστήμονα στο Ίδρυμα Ευγενίδου με τίτλο «Εξερευνώντας το Σύμπαν με τα Βαρυτικά Κύματα: Από την Μεγάλη Έκρηξη στις Μαύρες Τρύπες» βιντεοσκοπήθηκε και μπορείτε να την παρακολουθήσετε στον ακόλουθο σύνδεσμο:

https://www.eef.edu.gr/el/nea/deite-ti-binteoskopimeni-omilia-tou-kip-thorn-sto-ie/

Περισσότερες πληροφορίες για τα βαρυτικά κύματα μπορείτε να αντλήσετε από τα ακόλουθα άρθρα:

https://www.eef.edu.gr/el/arthra/o-ainstain-epibebaionetai-ksana-ta-barytika-kymata-yparhoun/

και

https://www.eef.edu.gr/el/arthra/sygkrousi-asteron-netronion-i-proti-stin-istoria-anihneysi-barytikon-kymaton-kai-fotos-apo-to-idio-fysiko-fainomeno-odigei-tin-astronomiki-ereyna-se-mia-nea-epohi/


Φωτογραφία: Στιγμιότυπο από την προσομοίωση της σύγκρουσης δύο μαύρων τρυπών [​Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) project].

π