Stefánia, Jakab2020. november 28., szombat
Tudomány

Einstein nyomdokain

2016.08.14.Stöckert Gábor
National Geographic Magyarország

Az év, sőt talán az évtized eddigi legnagyobb tudományos szenzációja a 2016. februári bejelentés.

Fotó: Sárosi Zoltán

A LIGO lézereinek kitérései révén sikerült közvetlenül észlelni a téridő nagy tömegek keltette rezgéseit, változásait, a gravitációs hullámokat. A nemzetközi együttműködésben részt vevő magyar kutatók vezetője: Frei Zsolt.

Most éppen átépítik a LIGO berendezéseit. Ön Mit remél a nyáron induló újabb adatgyűjtési időszaktól?
Tudni kell, hogy a LIGO 2000 óta működik. 2012-ben leállt, bő két év alatt jelentős felújításon esett át. Az új LIGO elvben tízszer érzékenyebb lehet, mint elődje volt, de ezt a célt még nem értük el. Amikor 2015 őszén bekapcsoltuk a gravitációs hullámok figyelésére tervezett lézereket és detektorokat, a LIGO úgy két és félszer volt érzékenyebb elődjénél. Idén nyárra körülbelül ötször, jövőre vagy 2018-ban várhatóan tízszer érzékenyebb lesz. A mostani érzékenységnövekedés nyomán a gravitációs hullámok észlelési tartományában nagyjából egy nagyságrenddel több jelet várunk.

Talán olyan jelet, hullámformát is felfedezhetnek, amilyet eddig senkinek nem sikerült?
Igen, erre számítunk. A forrástól függően a LIGO négyféle jelet figyel, a munkacsoportok különféle algoritmusokkal igyekeznek a nyers adatokból kihámozni az értékeseket. Az ősszel észlelt jel nagyon sűrű, nagyon nagy tömegű objektumok – fekete lyukak – párosának összeolvadásából származott; az egyik munkacsoport ilyen jelforrásokkal foglalkozik.

A másik csoport a hosszan fönnmaradó, állandó gravitációs hullámzásokat figyeli. Ilyet kelthet például egy nem teljesen tengelyszimmetrikus neutroncsillag: ha akár néhány milliméteres „hegy” van rajta, a LIGO már észlelni tudja. A harmadik csoport a háttérzajt figyeli, arra alapozva, hogy ha a közelünkben vannak összeolvadó kettőscsillagok, akkor messzebb is lehetnek, de az ezektől érkező gyengébb jelek éppen csak hozzáadnak valamennyit az Univerzum háttérzajához. Ezt szeretnénk kimérni, elkülöníteni a detektor, a lézer és a különféle egyéb, földi eredetű hatások zajától, majd később elemezni. A negyedik csoport, amelyben mi is dolgozunk, az úgynevezett burst típusú jeleket gyűjti; a fentiektől különböző minden jel ide tartozik. Valahányszor új eszközök állnak munkába a csillagászatban, olyan felfedezések születnek, amelyeket előre megtippelni sem lehetett; így hát ebben a csoportban is sok újdonságra számítunk.

A tudományban fontos a felfedezés megismételhetősége, az eredmények megerősítése. Az önök területén mi várható?
Jelenleg nincs erre mód, mert a gravitációshullám-detektorok közül csak a LIGO működik. Ha egyszerre több detektor észleli a jelet, az eredményeket meg lehet erősíteni, ám magát a felfedezést nem lehet reprodukálni, mert a fénysebességű hullám már az észlelést követő másodpercben messze jár. Mégis biztosak lehetünk a felfedezés érvényében, mert eddig rengeteg közvetett bizonyíték gyűlt össze, mert a számítások éppen olyan jelformát jeleztek, amilyent észleltünk, és mert a LIGO egymástól 3000 kilométerre működő két detektora a másiktól függetlenül észlelte a jelet.

Épülnek majd más, a LIGO-hoz hasonló detektorok is?
A tervek szerint idén újraindul az olasz–francia együttműködésben készült VIRGO, de érzékenységben valószínűleg jó ideig nem tudja majd utolérni a LIGO-t, kevesebb jelet fog észlelni. Ígéretesebb a japán KAGRA, amelyet 2018-ban üzemelnek be. Az már egy harmadik generációs detektor előfutára lesz; föld alá építik, és tükrei később majd hűtött kamrába kerülhetnek, így jelentősen csökkenthetők a zavaró földi zajok. Az Európai Űrügynökség távlati terve pedig a LISA, amely az űrből figyelné a gravitációs hullámokat ötmillió kilométer hosszan tükrözött lézereivel. Ilyen hosszú karokkal sokkal hosszabb – azaz lomhább, nehezebb objektumok, például szupermasszív fekete lyukak által keltett – hullámokat is mérni lehetne, mint amilyeneket a LIGO jelenleg képes észlelni négy kilométeres karjaival.

Éppen száz éve Einstein írta le, hogy a gravitációs hullámok léteznek. De azt is mondta, hogy ezeket a hullámokat közvetlenül soha nem fogjuk észlelni. Miért gondolta így?
A technika akkori fejlettségét tekintve természetes, hogy Einstein így gondolta. Ő csak egyenletekre építhetett. Később jöttek a kísérleti bizonyítékok is, például fölfedezték a gravitációs lencsehatást és vöröseltolódást. De csak az 1970-es években született meg a lézer-interferometria módszere, amelyre alapozva mára lehetővé vált a gravitációs hullámok közvetlen kimutatása.

Hogyan dolgozik a LIGO körülbelül ezerfős csapata?
Természetesen angol nyelven kommunikálunk, és heti rendszerességgel több telekonferenciát szervezünk – néha egészen lehetetlen időpontokban, mert Kínától Kaliforniáig minden időzónában élnek érintett kutatók. A létszámhoz képest aránylag kevés, tizenöt ország vesz részt az együttműködésben. Az ezer fő a VIRGO kutatóival együtt értendő – az adatcsere-egyezmény értelmében ők is részt vesznek az adatok feldolgozásában. A LIGO tényleges kutatóállományának létszáma öt–hatszáz lehet; ennek a csapatnak kutatási ideje legalább felét a kísérletre kell szánnia, ennek fejében viszont egy évig társszerzői lehetnek a kiadott tudományos publikációknak.

Milyen arányú az önök részvétele a LIGO-projektben?
Kilenc hazai kutató társszerző – három a VIRGO-n keresztül –, tehát körülbelül egyszázaléknyi a részvételünk. Voltaképpen nélkülünk is felfedezték volna tehát a gravitációs hullámot. Ugyanakkor a LIGO-projekt költségeinek nagyjából egy ezredét állta Magyarország, vagyis a pénzből sokat hoztunk ki. A LIGO hatalmas vállalkozás, nagy öröm és megtiszteltetés részt venni benne. Részesei vagyunk az egyik fő kísérletnek, az ELTE diákjai hozzáférnek az adatokhoz, így a legmagasabb szintű asztrofizikusi képzést nyújthatjuk nekik.

Egyéb témákkal is van ideje foglalkozni?
Kutatásra fordított időm 50-60 százalékát tölti ki a LIGO. Más asztrofizikai kutatásokat is végzek, más nagy nemzetközi projektekben is közreműködöm. Csoportommal részesei voltunk egy hároméves, Hawaiin zajlott égboltmérési együttműködésnek; a Pan-STARRS nagy mélységben térképezte föl az égbolt háromnegyedét, mi az adatokból galaxistérképet készítettünk, és ezen egészen egyedi, különleges struktúrákra bukkantunk. 2014 nyarán a Pan-STARRS eredménye a New Scientist tudományos folyóirat címoldalára került. És már beneveztünk az LSST-be, a világ eddigi legnagyobb égtérképező projektjébe, amelyre Chilében kerül majd sor 2020 és 2030 között.

A nagy kísérletek rengeteg adatot ontanak; hogyan bírja az asztrofizikus a feldolgozás monoton munkáját?
Szerencsére ma már elsősorban algoritmusokat kell kigondolnunk, amelyek aztán egy távoli számítógépen lefutnak hosszú-hosszú idő alatt, és kiválogatják a számunkra izgalmas eseményeket. Elég már csak ezeket vizsgálnunk, ez pedig korántsem monoton feladat. Amikor én kutató lettem, a szocialista Magyarországon az asztrofizikusi pálya még kitörési lehetőség volt. Ma ez már nagyon másként van; nem kis részben az alacsony oktatói és kutatói bérek miatt – ezen sürgősen változtatni kell, máskülönben lemaradunk.

2007-ben a teljes IPCC klímatestület Nobel-békedíjat kapott. lehet, hogy a fizikai Nobel-díj esetében is megtörténhet ez?
Egyrészt a Nobel-békedíj politikai üzenet, másrészt a fizikai Nobel-díjat a jelenlegi szabályok szerint legfeljebb háromfelé lehet osztani. Ennek tudatában a LIGO kommunikációs gárdája a felfedezést követően minden sajtóorgánumban megnevezte azt a három kutatót, akiket a LIGO atyjainak tartunk. Rainer Weiss, Kip Thorne és Ronald Drever vetette föl az 1970-es években, hogy lézer-interferométerekkel kell próbálkozni. Ugyanakkor néhány hete megkaptuk a Nobel-díjnál magasabb összegű Breakthrough-díjat; egymillió dollár illette Weisst, Thorne-t és Drevert, a maradék kétmilliót szétosztották a gravitációs hullám fölfedezését leíró közlemény szerzői, vagyis körülbelül ezer kutató között – ez mindenképpen nagyon szép gesztus volt.

Hozzászólások

Európa belevág az űr megtisztításába

Európa belevág az űr megtisztításába

A Föld környezetét ellepő törmelék egyre komolyabb problémát okoz, az Európai Űrügynökség (ESA) szerint itt az ideje lépni.

A L’Oréal-UNESCO A Nőkért és a tudományért ösztöndíjprogram nyertesei 2020-ban

A L’Oréal-UNESCO A Nőkért és a tudományért ösztöndíjprogram nyertesei 2020-ban

A stroke-ot és ritka vesebetegségeket vizsgáló kutatónők nyerték az idei L'Oréal-Unesco díjat - tette közzé az MTI.

A kakaó flavonoidjainak jótékony hatása

A kakaó flavonoidjainak jótékony hatása

Egy új amerikai kutatás szerint a kakaó flavonoidjai egészséges felnőtteknél fokozzák az agy oxigénellátását, ezzel javítják a kognitív teljesítményt olvasható az MTI híre között.

Hova tűnik a műanyag a tengerekből?

Hova tűnik a műanyag a tengerekből?

A tengerekbe jutó műanyag végső nyughelyének az üledékek tekinthetők, a parti mangrove erdők pedig különösen nagy mennyiségben képesek megkötni a műanyagot, egy új kutatás szerint.

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.

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