Videók

Mik a gravitációs hullámok?

A speciális relativitáselmélet az egyenletes mozgást végző testek leírásának elmélete. Einstein az 1915-ben közölt az általános relativitáselméletében foglalkozott azzal a kérdéssel, hogyan változik a térbeli és időbeli távolságok mérésének szabálya, ha a mérést gyorsuló megfigyelők végzik.

Az általános relativitáselmélet igazi forradalmát az a felismerés adta, hogy gravitációs mezőkben mozgó megfigyelők mindig ilyen, ti. gyorsuló megfigyelők, méghozzá ugyanabban a gravitációs mezőben mozogva azonos módon és mértékben gyorsulók. Gravitációs mezőkben tehát a távolság és időtartam mérésének szabályai magukhoz a mezőkhöz rendelhetők, a négydimenziós téridő helyfüggő görbületeként. Einstein értelmezésében így a gravitációs mezőben mozgó testekre a gravitáció nem erőhatásként, hanem a téridő “görbültségeként” hat, amely a testek mozgását befolyásolja, eltéríti.

A téridő görbülete befolyásolja a testek mozgását, a téridő görbültségét azonban maguk a testek alakítják ki. Testek mozgatásával tehát hatással tudunk lenni a téridő görbültségére, amely változó görbültséget aztán más testek mozgásának megfigyelésével kimérhetjük.

A gravitációs hullámok a téridőnek ezek a hullámszerűen ingadozó és tovaterjedő fodrozódásai. Einstein 1916-ban nemcsak azt jósolta meg, hogy az elmélete következményeként e hullámoknak létezniük kell, de a hullámok pontos tulajdonságait is megadta: fénysebességgel terjednek, a forrásuktól távolodva egyenes arányban csökkenő amplitúdóval, kétféle rezgési (ún. “polarizációs”) állapottal, általuk a téridőben megnyúlást és összehúzódást okozva a haladási irányukra merőlegesen (vagyis “transzverzális” hullámok).

Két, egymás körül keringő neutroncsillag gravitációs hullámait egy képzeletbeli “gumilepedő” hullámzásaként szemléltethetjük – lásd például EZT A VIDEÓT. A gravitációs hullámok mibenlétét, és az észlelésükhöz használt interferométerek működését EZ A VIDEÓ magyarázza el. Olvasásra ajánljuk továbbá a magyar LIGO honlap témában írt összefoglalóit.

Megosztás