Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Zdeformowała przestrzeń – a wraz z nią ciało każdego z nas. Na tę krótką chwilę wszystkie linijki na Ziemi zmieniły swoją długość.
W ubiegły czwartek naukowcy ogłosili, że zarejestrowali ślad tego zaburzenia, potwierdzając, że fale grawitacyjne naprawdę istnieją. To naukowa sensacja – bo wraz z zarejestrowaną trzy lata temu cząstką Higgsa potwierdza i domyka nasz obraz Wszechświata. W ubiegły czwartek czas zwolnił więc ponownie; przynajmniej dla świata fizyków. Obwieszczenia tego typu to wielkie święta, gdy leje się szampan, a główni badacze w ciągu kilku minut stają się murowanymi kandydatami do Nobla.
Fale grawitacyjne stanowiły jedno z najstarszych niesprawdzonych przewidywań fizyki – Einstein opisał je już w 1916 r. Czym są? Czasoprzestrzeń zachowuje się po trochu jak woda w jeziorze – deformuje się pod wpływem zachodzącego w niej ruchu. Obiekt, który się w niej przemieszcza, przeznacza więc nieco energii na owo deformowanie. Tak jak prujący przed siebie pływak wywołuje fale, tak i przyspieszające w przestrzeni ciało jest źródłem fal – grawitacyjnych. Ważne: nie są one zaburzeniami czegoś, co wypełnia przestrzeń, lecz samej przestrzeni.
Dotychczas znaliśmy jedynie pośrednie świadectwa ich istnienia – odpowiednik obserwacji, że pływak po każdym odepchnięciu zwalnia. Same fale są jednak tak drobne, że niemal nieodczuwalne.
Ale nie dla LIGO. Ten eksperyment dwóch amerykańskich uczelni – Caltech i MIT – przeprowadzono dzięki dwóm bliźniaczym zestawom olbrzymich, prostopadłych „linijek” laserowych. Długość ich ramion jest stale monitorowana z wielką dokładnością. Naukowcy założyli, że przy przejściu fali grawitacyjnej zmierzą skrócenie jednego z ramion.
I zmierzyli: różnicę rzędu jednej tysięcznej średnicy jądra atomu. To niby niewiele, ale dzięki takim instrumentom jak LIGO będziemy mogli obserwować zderzenia czarnych dziur i zajrzeć jeszcze dalej w głąb Wielkiego Wybuchu. Ba, odkrycie stanowi zarazem pierwszą w historii obserwację zderzenia czarnych dziur, które wywołało falę. Dwa potężne odkrycia w jednym, a ponadto kolejne potwierdzenie, że ogólna teoria względności jest poprawna.
Bo piękno i potęga fizyki polegają na tym, że to od teorii zaczyna się układanie Oficjalnej Listy Rzeczy Istniejących: elektronów i kwarków, muonów, taonów, antyneutrin itp. Istnienie sześciu kwarków przewidziano w latach 60. XX wieku, ale ostatni z nich, kwark t, zaobserwowano dopiero w 1995 r. Przez 30 lat figurował więc na liście jako „kwark t (hipotet.)”. Z teorii wynikało jednak, że kwarków musi być sześć. Nie ma więc dziś na świecie fizyka, który spodziewa się, że jest ich siedem. Równie dobrze można czekać na odkrycie liczby naturalnej między 3 i 4.
Jednak fizyka bez obserwacji to tylko matematyka, a matematyk żyje w świecie nieposkromionej kreatywności. Jego notes jest jak płótno malarskie, a obserwacja ma zapewnić, by obraz był realistyczny, a nie abstrakcyjny. Dzięki tysiącom badaczy i ich eksperymentom, takim jak LIGO, LHC, Super-Kamiokande czy WMAP – usuwamy kolejne adnotacje „(hipotet.)” z Oficjalnej Listy Rzeczy Istniejących.
Te zaś się powoli kończą. Wraz z nimi kończy się epoka potwierdzania bieżącego modelu rzeczywistości. Oznacza to jedną z dwóch opcji – nudne szlifowanie kolejnych cyfr po przecinku albo lepszą teorię.
Czyli kolejną rewolucję, nową Listę Rzeczy Istniejących, nowe eksperymenty. I tak w kółko. ©
