Videók

Miből gondoltuk eddig, hogy léteznek gravitációs hullámok?

A gravitációs hullámok létezése és jósolt tulajdonságai Albert Einstein általános relativitáselméletének egyenes következményei. Az elmélet az évtizedek során minden kísérleti próbát kiállt, semmi okunk nem volt tehát feltételezni, hogy épp a gravitációs hullámok kapcsán téved.

1974-ben Russell Hulse és Joseph Taylor egy PSR B1913+16 kódnevű pulzár jeleit fogta a Puerto Ricoban található ARECIBO rádióteleszkóp 305 méter átmérőjű tányérjával. A pulzár egy gyorsan pörgő neutroncsillag, aminek forgása közben a mágneses tengelye szabályos időközönként a Föld felé mutat, rádióimpulzusokat küldve ezzel. Hulse, Taylor, és munkatársaik azt találták, hogy a PSR B1913+16 impulzusainak beérkezési ideje ingadozik, mintegy 8 órás periódusidővel. Mint rájöttek, az ingadozás oka egy a megfigyelt pulzárt 8 óránként megkerülő másik neutroncsillag, amely tömegvonzásával a pulzárt a látóirányunkban “rángatja”.

Egy ilyen “kettősrendszer” Einstein elmélete szerint gravitációshullám-kisugárzó, a kisugárzás miatt pedig évek százmilliói alatt energiát veszít. Az energiaveszteség közeledő keringésre kényszeríti a két tagot, miközben – a perdület hozzávetőleges megmaradása miatt – a keringésük egyre gyorsul. A rádiócsillagászok évtizedeken át követték a rendszer mozgását, pontosan kimérve a felgyorsuló keringés miatt a 8 órás keringési periódus rövidülését. A rövidülés (mindössze néhány ill. néhány tíz másodperces) mértéke idővel pontosan Einstein jóslatának megfelelően változott, amit a tudományos közösség a gravitációshullám-kibocsátás bizonyítékaként elfogadott.

Hulse és Taylor eredményükre 1993-ban fizikai Nobel-díjat kaptak. Az általuk felfedezett kettősrendszer mellett immár több hasonló (neutroncsillagokat és fehér törpecsillagokat is tartalmazó) kettősrendszert ismerünk, amelyek ugyanúgy Einstein jóslatával összhangban változnak.

Két, egymás körül keringő neutroncsillag gravitációs hullámait egy képzeletbeli “gumilepedő” hullámzásaként szemléltethetjük – lásd például EZT A VIDEÓT.

Megosztás