Ο Αϊνστάιν επιβεβαιώνεται έναν αιώνα μετά – Η αρχή μιας νέας εποχής για την κοσμολογία

Η μεγαλύτερη, μέχρι στιγμής, επιστημονική ανακάλυψη του αιώνα. Ένα καινούργιο παράθυρο στο σύμπαν. Η αρχή μιας νέας εποχής για την κοσμολογία. Με αυτές τις διθυραμβικές εκφράσεις υποδέχθηκε η διεθνής επιστημονική κοινότητα τη χθεσινή ανακοίνωση πολυμελούς ομάδας ερευνητών στην Ουάσιγκτον: την ανίχνευση «κυμάτων βαρύτητας», αυτών των ασύλληπτα ασθενικών διακυμάνσεων που είχε προβλέψει ο Αλβέρτος Αϊνστάιν πριν από έναν αιώνα, ως πόρισμα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, την οποία ο ίδιος θεμελίωσε.

Η ανακοίνωση πραγματοποιήθηκε στη διάρκεια συνέντευξης Τύπου που παρεχώρησαν στην αμερικανική πρωτεύουσα ερευνητές από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), το αντίστοιχο τεχνολογικό ίδρυμα της Καλιφόρνιας (Caltech) και το πρόγραμμα LIGO, που ξεκίνησε το 1992 με πρωτοβουλία των δύο διακεκριμένων ιδρυμάτων. Περισσότεροι από 900 επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου συνεργάστηκαν όλα αυτά τα χρόνια στις επίπονες προσπάθειες που χρειάστηκαν για τη μεγάλη ανακάλυψη.

Το φαινόμενο που ανίχνευσαν οι ερευνητές προήλθε από δύο μαύρες τρύπες –ουράνια σώματα τεράστιας πυκνότητας, που προέρχονται από τον «θάνατο» αστέρων– οι οποίες συγκρούστηκαν μεταξύ τους 1,3 δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά από τη Γη. Χρησιμοποιώντας την πιο περίπλοκη ανιχνευτική διάταξη στον πλανήτη, κατάφεραν να συλλάβουν τα κύματα βαρύτητας που διαδόθηκαν στο σύμπαν, ως αποτέλεσμα της τρομακτικής σύγκρουσης. Οπως και το φως, οι ακτίνες γάμμα και όλες οι άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανιχνεύονται στη Γη βοηθώντας μας να εντοπίσουμε ουράνια σώματα, τα κύματα βαρύτητας διαδίδονται στο Διάστημα. Στην περίπτωσή τους, όμως, δεν πρόκειται για κάποια ανιχνεύσιμη ακτινοβολία: η βαρύτητα ενός ογκώδους ουράνιου σώματος καμπυλώνει τον χώρο γύρω του, όπως μια βαριά μπάλα καμπυλώνει το τραμπολίνο, αναγκάζοντας τα άλλα σώματα που βρίσκονται πάνω του να κινηθούν προς το μέρος της. Αυτή η καμπύλωση του χώρου διαδίδεται στο σύμπαν σαν κύμα. Μπορεί να ανιχνευθεί μόνο έμμεσα, καθώς ο καμπυλωμένος χώρος κάμπτει τις φωτεινές ακτίνες που θα τύχει να περάσουν από αυτόν.

Το πρόβλημα με τα κύματα βαρύτητας είναι ότι είναι πάρα πολύ ασθενικά – τόσο, που ο Αϊνστάιν θεωρούσε απίθανο να ανιχνευθούν. Για να πάρουμε μια ιδέα, αρκεί να σκεφτούμε ότι τα βαρυτικά κύματα που δημιουργούν δύο «μέσου» μεγέθους μαύρες τρύπες όταν συγκρούονται θα προκαλούσαν επιμήκυνση ενός χάρακα μήκους ενός χιλιομέτρου, απλωμένου πάνω στη Γη, της τάξης του ενός… εκατομμυριοστού του χιλιοστού!

Επομένως, η ανίχνευση παρόμοιων κυμάτων προϋπέθετε ένα πραγματικό τεχνολογικό θαύμα. Αυτό ακριβώς πέτυχε η ομάδα του LIGO, κατασκευάζοντας ένα εκπληκτικής ακρίβειας «συμβολόμετρο». Πρόκειται για ένα ζεύγος ανιχνευτών, που τοποθετήθηκε κάτω από την επιφάνεια του εδάφους (ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι θόρυβοι που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το πραγματικό σήμα) σε απόσταση 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους. Ο ένας τοποθετήθηκε στην πολιτεία Ουάσιγκτον, στο βορειοδυτικό άκρο των ΗΠΑ και ο άλλος στη Λουιζιάνα, στον Κόλπο του Μεξικού. Κάθε ανιχνευτής έχει μήκος τεσσάρων χιλιομέτρων και εκπέμπει ακτίνες λέιζερ, οι οποίες επιστρέφουν στο σημείο εκκίνησής τους αφού ανακλασθούν. Από τον χρόνο που κάνουν οι ακτίνες για να επιστρέψουν, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την καμπύλωση του χώρου που έχει προκαλέσει η σύγκρουση των μαύρων οπών, κι έτσι να ανιχνεύσουν έμμεσα τα βαρυτικά κύματα.

Η αλήθεια είναι ότι και προ διετίας μια άλλη ομάδα επιστημόνων είχε ανακοινώσει ότι ανακάλυψε, στην Ανταρκτική, κύματα βαρύτητας, για να διαπιστωθεί στη συνέχεια ότι επρόκειτο περί λάθους. Αυτή τη φορά, όμως, όλα δείχνουν ότι η ανακάλυψη είναι γνήσια, κάτι που εγγυώνται τόσο το κύρος των επιστημονικών ιδρυμάτων που την υπογράφουν όσο και η πρωτοποριακή τεχνολογία που την υποστηρίζει. Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων προσφέρει στους επιστήμονες εντελώς καινούργιες δυνατότητες παρατήρησης μακρινών ουρανίων σωμάτων και διερεύνησης της βρεφικής ηλικίας του σύμπαντος.