Katalin, Liza, Katinka2020. november 25., szerda
Tudomány

A gravitációs hullámok kutatásáról

2016.01.19.MTA/NG
National Geographic Magyarország

2016. január 12-én véget ért az első adatgyűjtési időszak a világ legérzékenyebb gravitációshullám-detektorainál.

A rajz bemutatja, hogy két fehér törpe spirális mozgásakor milyen gravitációs hullámok jöhetnek létre.
Illusztráció: NASA

Az Egyesült Államokban működő Advanced LIGO nevű rendszer érzékenységét 2015 őszén jelentősen megnövelték. Milyen eredmények várhatók az új adatokból? Miért lenne alapvető fontosságú a gravitációs hullámok felfedezése? Hogyan vesznek részt magyar kutatók az Advanced LIGO kísérleteiben?

A LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) berendezés, egy gravitációshullám-detektor, melynek feladata, hogy direkt módon kimutassa a gravitációs hullámokat. A detektor valójában egy lézeres interferométer. „A két kar (egymásra merőleges, 4 km hosszú) végein tükrök vannak, melyek közt lézerfény szaladgál. Végül a rendszerből kivezetett fénycsóvák összetalálkoznak (interferálnak), és a fény hullámtulajdonsága miatt ezek a hullámok erősítik vagy gyengítik egymást. A kapott intenzitásból tudunk következtetni a karok rövidülésére, illetve hosszabbodására, amiből végső soron arra kapunk választ, hogy áthaladt-e gravitációs hullám a detektoron” – magyarázza Frei Zsolt.


LIGO kutatóközpont
Fotó:Caltech/LIGO Laboratory

Gravitációs hullám akkor keletkezik, ha egy fizikai rendszer a gömbszimmetriától jelentősen eltér, és az eltérést kifejező ún. kvadrupól-momentum időben nemlineárisan változik. Az általános relativitáselmélet szerint a gravitáció nem más, mint a téridő görbülete. A gravitációs hullám pedig a görbületben jelentkező, fénysebességgel terjedő, periodikus perturbáció (módosulat). A LIGO-ban folyik az észlelés, az adatok feldolgozása és a források modellezése. Rendszeres közvetlen észlelésük teljesen új információkkal szolgálna a csillagokról, a galaxisokról, a fekete lyukakról. Az ősrobbanás is egy gravitációs hullámforrás, ha sikerül észlelni, akkor megfejthető lesz, mi történt az ősrobbanás pillanatában.

Frei Zsolt tanszékvezető egyetemi tanár, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen működő MTA Lendület asztrofizikai kutatócsoport vezetője az mta.hu-nak elmondta: a LIGO – kétéves átépítési szakasz után – 2015 szeptemberében kezdte újra a méréseit.

„Úgy gondoljuk, hogy a behangolási időszak végére, amely akár két-három évet is igénybe vehet, a műszer érzékenysége eléri azt a határt, amellyel minden bizonnyal megtörténhet a gravitációs hullámok felfedezése” – mondta Frei Zsolt.

A felfedezéshez elengedhetetlen, hogy lecsökkentsék a műszereket zavaró zajokat. Ugyanis minden környezeti tényező  ̶  akár az, hogy elsétál valaki a detektor közelében  ̶  sokkal nagyobb rezgést tud okozni, mint a gravitációs hullámok. Ezeket olyan szintre kellene csökkenteni, hogy a keresett jel erőssége nagyobb legyen, mint a külső zavaroké. Frei és kutatócsoportja olyan zajszűrő műszert épített, amelyet már most is használnak a LIGO-nál.

„Mi egy úgynevezett infrahang-detektort készítettünk, amellyel képesek vagyunk a levegőben terjedő alacsony frekvenciás hangokat kiszűrni. Erre nagy szükség van, ugyanis ezek a hullámok képesek behatolni az épületbe és megrezegtetni a falakat, berendezéseket. Vulkánkitörések, villámlások a távolban vagy egy közeli szélerőmű is képes ilyen alacsony frekvenciás morajlásokat kibocsátani” – mondta a szakember.

Mit várnak a kutatók a gravitációs hullámok felfedezésétől, illetve később a rendszeres észlelésüktől? „Nekem mint asztrofizikusnak az izgalmat a rendszeres megfigyelés jelenti, ekkor ugyanis új mérési eljárás lesz a kezünkben. Más fizikát látunk majd, mint amit az optikai, röntgen- vagy rádiótávcsöveinkkel, ezekben az esetekben ugyanis az elektromágneses spektrum különböző hullámhosszait tudjuk megfigyelni. A gravitációs hullám azonban nem az elektromágneses, hanem a gravitációs kölcsönhatásból származik. Vegyünk példának két összeolvadó fekete lyukat. Ebből a „rendszerből” nem tud kijutni a fény, így számunkra láthatatlan marad az esemény. Az összeolvadás gravitációs hullámjele azonban igen erős lesz  a gyorsuló mozgás és a hatalmas tömegek miatt” – mondta Frei Zsolt.

A Frei Zsolt, asztrofizikussal készült interjú teljes szövegét az MTA honlapján olvashatják.

Hozzászólások

Az elektromos járművek véget vethetnek a kőolajkorszaknak

Az elektromos járművek véget vethetnek a kőolajkorszaknak

A kőolaj iránti kereslet továbbra is nő, azonban ez a trend egészen gyorsan megfordulhatna egy új elemzés szerint.

A magyar kutatók élen járnak a kutyák viselkedésének kutatásában

A magyar kutatók élen járnak a kutyák viselkedésének kutatásában

A kutatók egyre többet foglalkoznak a kutyák viselkedésével, és a világ vezető, e témával foglalkozó, kutatócsoportja Magyarországon dolgozik.

Kína is elérte a Mariana-árok mélyét

Kína is elérte a Mariana-árok mélyét

A világóceán legmélyebb pontja, a Challenger Deep újabb, ezúttal kínai látogatókat kapott.

Először hoztak létre gyémántot hő nélkül

Először hoztak létre gyémántot hő nélkül

A természetben a gyémánt hosszú idő alatt, elképesztő nyomáson és hőmérsékleten, esetleg hirtelen, becsapódások hatására alakul ki, napjainkban azonban már az emberek is képesek létrehozni az anyagot.

Becsapódás nélkül nem haltak volna ki a dinoszauruszok

Becsapódás nélkül nem haltak volna ki a dinoszauruszok

Egy frissen elvégzett átfogó adatelemzés és modellezés alapján a kisbolygó becsapódása nélkül a dinoszauruszok tovább uralkodhattak volna a Földön.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket