Νόμπελ Φυσικής σε τρεις Αμερικανούς για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων

Τρεις Αμερικανοί τιμήθηκαν χθες Τρίτη με το Νόμπελ Φυσικής επειδή άνοιξαν μια νέα εποχή στην αστρονομία, επιβεβαιώνοντας μια απίστευτη πρόβλεψη του Αϊνστάιν: την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων που δημιουργούνται από τις μαύρες τρύπες, μια επανάσταση που φέρνει τη γνώση μας για το σύμπαν μέχρι την καρδιά του Μπιγκ Μπανγκ.

Έναν αιώνα μετά τη δημοσίευση από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν της γενικής θεωρίας της σχετικότητας που ανήγγειλε τις πρώτες αρχές τους, οι ανακαλύψεις των Ράινερ Γουάις, 85 ετών, Μπάρι Μπάρις, 81 ετών, και Κιπ Θορν, 77 ετών, για μια ακόμη φορά «προκάλεσαν αναταραχή στον κόσμο» , σύμφωνα με τον Γκόραν Χάνσον, γενικό γραμματέα της Σουηδικής Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών που απονέμει το βραβείο.

«Όπως ο Γαλιλαίος όταν κοίταξε με τη διόπτρα του, είναι ένας νέος δρόμος στην αστρονομία, ένας καινούριος τρόπος να βλέπουμε το σύμπαν», έλεγε ο Μπάρι Μπάρις τον περασμένο Αύγουστο στη Le Monde.

«Είμαστε τώρα μάρτυρες της εμφάνισης ενός νέου πεδίου: της αστρονομίας των βαρυτικών κυμάτων», δήλωσε σήμερα στους δημοσιογράφους ο Νιλς Μάρτενσον, ο οποίος προεδρεύει της Επιτροπής του Νόμπελ Φυσικής.

«Θα μας διδάξει σχετικά με τις πιο βίαιες διαδικασίες στο σύμπαν και θα οδηγήσει σε νέες γνώσεις για τη φύση της ακραίας βαρύτητας».

Ο Γουάις είπε πως το βραβείο είναι στην πραγματικότητα αναγνώριση για περίπου 1.000 ανθρώπους που εργάζονται πάνω στην ανίχνευση κυμάτων.

«Υπάρχει μια τεράστια ποσότητα πραγμάτων (…) στο σύμπαν που ακτινοβολούν βαρυτικά κύματα. Οι μαύρες τρύπες είναι τα πιο προφανή, αλλά υπάρχουν πολλά, πολλά άλλα», δήλωσε ο ίδιος σε τηλεφωνική επικοινωνία του με την επιτροπή του Νόμπελ.

Προερχόμενοι από το Caltech (California Institute of Technology) που έχει συγκεντρώσει 18 Νόμπελ από την πρώτη φορά που απονεμήθηκε το βραβείο το 1901, οι Θορν και Γουάις δημιούργησαν το παρατηρητήριο LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), χάρη στο οποίο επιτεύχθηκε τον Σεπτέμβριο 2015 ο πρώτος άμεσος εντοπισμός βαρυτικών κυμάτων.

«Πήγαιναν 40 χρόνια που προσπαθούσαμε να τα ανιχνεύσουμε (…). Τι ευτυχία που τελικά τα καταφέραμε. Είναι μια υπέροχη εμπειρία», δήλωσε ο Ράινερ Γουάις, εκφράζοντας τη χαρά του όταν επικοινώνησε μαζί του η Ακαδημία Επιστημών.

«Περίμενα ότι η ανακάλυψη αυτή θα έπαιρνε ένα βραβείο Νόμπελ (…), ήλπιζα ότι θα βραβευόταν το εργαστήριο», δήλωσε ο Κιπ Θορν στον δημόσιο σουηδικό ραδιοσταθμό SR. «Από την αρχή ήξερα πως ήταν κάτι σημαντικό».

Το αμερικανικό παρατηρητήριο LIGO είναι εφοδιασμένο με δύο ανιχνευτές, στη Λουιζιάνα και στην Πολιτεία Ουάσινγκτον, που χρησιμοποιούν ως φωτεινή πηγή ένα λέιζερ υπερύθρων.

Ο διευθυντής του εργαστηρίου Ντέιβιντ Ριτζ δήλωσε «ενθουσιασμένος που η επιτροπή του Νόμπελ αναγνώρισε τις ανακαλύψεις του LIGO και τις βαθιές επιπτώσεις τους στον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν».

Το 1916, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είχε προβλέψει την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων, που δημιουργούνται από μια παραμόρφωση του χωροχρόνου όταν τροποποιείται η ενέργεια ή η τροχιά μαζών όπως ο ήλιος, ένα άστρο ή μαύρες τρύπες.

Απειροελάχιστα κύματα

Τα βαρυτικά κύματα που αναζητούμε είναι αυτά που παράγονται από βίαια φαινόμενα, όπως όταν συγχωνεύονται δύο μαύρες τρύπες ή όταν εκρήγνυνται μεγάλα άστρα.

Παρόμοια με την παραμόρφωση ενός διχτυού όταν βάζουμε μέσα σ’ αυτό ένα βάρος, τα φαινόμενα αυτά επέτρεψαν τις παρατηρήσεις του LIGO τον Σεπτέμβριο του 2015, τον Ιούνιο του 2016 και τον Ιανουάριο του 2017.

Η σύγκριση των χρόνων άφιξης των κυμάτων στους δύο ανιχνευτές, που βρίσκονται σε απόσταση 3.000 χιλιομέτρων ο ένας από τον άλλο, και η μελέτη των χαρακτηριστικών των σημάτων που μετρήθηκαν επιβεβαίωσαν τον εντοπισμό.

Και τον Αύγουστο 2017, ο ευρωπαϊκός ανιχνευτής Virgo, που βρίσκεται κοντά στην Πίζα, στην Ιταλία, παρατήρησε με τη σειρά του αυτόν τον τύπο κυμάτων.

Για τον Μπενουά Μουρ, διευθυντή ερευνών στο γαλλικό Εθνικό Κέντρο Επιστημονικών Ερευνών CNRS και επιστημονικό υπεύθυνο της συνεργασίας Virgo για τη Γαλλία, η παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων αντιπροσωπεύει «μια θεμελιώδη εξέλιξη στη φυσική».

«Είναι σαν να ρίχνουμε το βλέμμα μας σ’ αυτή τη φάση του σύμπαντος που ήταν μέχρι τώρα απρόσιτη», δήλωσε χθες στο Γαλλικό Πρακτορείο.

Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, ένα ζευγάρι μαύρες τρύπες, που βρίσκονται σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη, χάνει ενέργεια παράγοντας βαρυτικά κύματα.

Όμως ο ίδιος ο Αϊνστάιν αμφέβαλλε ότι θα ανιχνεύονταν κάποια μέρα τα κύματα αυτά: τόσο απειροελάχιστα είναι. «Το μέγεθος του σήματος που πιάσαμε ήταν περίπου ένα χιλιοστό ενός πρωτονίου», εξήγησε ο Μπάρι Μπάρις, όταν η Ακαδημία επικοινώνησε τηλεφωνικά μαζί του.

Μια έμμεση απόδειξη της ύπαρξής τους υπήρξε όταν ανακαλύφθηκαν το 1974 ένα πάλσαρ –ένα άστρο νετρονίων που εκπέμπει έντονη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προς μια δεδομένη κατεύθυνση, σαν φάρος– και ένα άστρο νετρονίων που γύριζαν το ένα γύρω από το άλλο με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Για την ανακάλυψη αυτή είχαν τιμηθεί με το Νόμπελ Φυσικής το 1993 οι Αμερικανοί Ράσελ Χαλς και Τζόζεφ Τέιλορ.

Το βραβείο Φυσικής είναι παραδοσιακά το δεύτερο από τα Νόμπελ που ανακοινώνονται κάθε χρόνο.

Θα ακολουθήσουν σήμερα το Νόμπελ Χημείας, την Πέμπτη το Νόμπελ Λογοτεχνίας, την Παρασκευή το Νόμπελ Ειρήνης και το Νόμπελ Οικονομίας θα ανακοινωθεί στις 9 Οκτωβρίου.

Κάθε χρονιά, καθένα από τα βραβεία αυτά συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο εννέα εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών (περίπου 940.000 ευρώ). Ο Ράινερ Γουάις θα λάβει το μισό από το ποσό αυτό και οι Μπάρι Μπάρις και Κιπ Θορν θα μοιραστούν το άλλο μισό.