Új fizika kezdődik: Megtaláltuk a gravitációs hullámokat

  • Nagyon rég nem volt ekkora hír a csillagászat és a fizika területén. 
  • 2015 szeptember 14-én az Egyesült Államokban található Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) két, egymástól háromezer kilométerre fekvő detektora először észlelt közvetlenül gravitációs hullámokat. 
  • Ezzel egy száz éve tartó hajsza ért véget, de az igazán izgalmas kalandok és felfedezések csak most indulhatnak el. A felfedezésnek hatalmas jelentősége lehet a fizika és a csillagászat területén is. 
  • A gravitációs hullámok keresése Einstein relativitáselméletének megszületésekor indult meg, mostanra lett elég érzékeny a technológia ahhoz, hogy ennyire finom jelenséget sikerüljön direkt módon is kimutatni. 
  • A kutatásban részt vevő egyik magyar kutatócsoport vezetője, Frei Zsolt beszélt nekünk minderről. 

Közel fél évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy a szeptemberi mérések után a LIGO kutatói közös, több helyszínen egyszerre megrendezett sajtótájékoztatón jelentsék be, hogy először az emberiség története során sikerült közvetlenül gravitációs hullámokat detektálni.

A csütörtök délutáni bejelentés egyik helyszíne Budapest, a Magyar Tudományos Akadémia felolvasóterme volt, mert a LIGO munkájában részt vett két magyar kutatócsoport is. Az ELTE TTK atomfizikai tanszékvezetőjének, Frei Zsoltnak a vezetésével Bécsy Bence, Dálya Gergely, Fenyvesi Edit, Gondán László, Molnár József, Nagy Dávid, Raffai Péter és Szölgyén Ákos járult hozzá a történelmi eredményekhez, míg Szegedről egy kétfős kutatócsoportként Gergely Árpád László és Keresztes Zoltán. 

Az utóbbi hónapokban egymást érték a pletykák és a kiszivárgó hírek arról, hogy a LIGO talált valamit, a több mint nyolcszáz főből álló, amerikai székhelyű, de nemzetközi együttműködésként működő kutatócsoportnál viszont nagyon szigorú hírzárlatot rendeltek el addig, amíg eredményeiket nem ellenőrizték független szakértők. Ez zajlott le február elején, ezért lehetett most megtenni ezt a bejelentést. 

Jelzi a felfokozott tudományos közhangulatot, hogy szaklapok egy ideje már aszerint tippelték meg, hogy mikor lesz a LIGO bejelentése, hogy figyelték azt, a kutatócsoport tudósai milyen dátumokra mondják le nagyobb számban konferenciákon való részvételüket. 

Frei Zsolt és kollégái a gravitációshullám-kutatásban: Nagy Dávid (ATOMKI), Bécsy Bence (ELTE), Molnár József (ATMOKI), Dálya Gergely (ELTE), Fenyvesi Edit (ATOMKI), Gondán László, Raffai Péter, Frei Zsolt, Szölgyén Ákos (ELTE) (Fotó: MTA)

A felfokozott érdeklődés persze érhető: a gravitációs hullámok megtalálása régóta az egyik legnagyobb asztrofizikai kihívás volt, a LIGO finanszírozásába az elmúlt húsz évben az Egyesült Államok egymilliárd dollárral szállt be. 

Ez a befektetés most megtérült, a mostani eredménnyel új fejezet nyílhat a fizika történetében: minden eddigi kísérletünk az elektromágneses kölcsönhatáson alapuló megfigyelésekre épült. Hiszen például a fény, az infravörös fény, az ultraibolyafény, a rádióhullámok és a röntgen is mind az elektromágneses spektrum része. 

A gravitációs hullámzás viszont a gravitációs kölcsönhatásból származik. Ez a négy alapvető kölcsönhatás közül egy új, eddig sosem vizsgált terület. 

"Ha itt tudunk vizsgálódni, akkor az asztrofizikában egy teljesen új, eddig ismeretlen irány nyílik meg."

- mondta erről nekünk Frei Zsolt, a magyar kutatócsoport vezetője. 

A LIGO eredményei három szempontból is történelmiek: amellett, hogy az általános relativitáselméletre először sikerült most közvetlen bizonyítékot találni, korábban az sem fordult még elő, hogy egy összeolvadó kettős fekete lyuk-rendszert detektáljanak kutatók, és ekkora energiájú jelenséget sem sikerült még soha rögzítenie az emberiségnek. 

Száz év után lettek meg

A gravitációs hullámok létezésének valószínűségét már 1915-ben kimondta Albert Einstein általános relativitáselmélete, ami választ adott arra a problémára, hogy erős gravitációs tér jelenlétében miért nem érvényesülnek a newtoni fizika alapjai. Már korábbról jól ismert példa volt erre a Merkúr esete: a Naphoz legközelebb keringő bolygó pályáját nem írták le pontosan a Kepler-törvények, Einstein megoldása viszont meg tudta magyarázni a jelenséget. 

A következő években egymást érték az elmélet kísérleti bizonyításai: a brit csillagász, Arthur Eddington egy évvel később Dél-Amerikában figyelt meg egy napfogyatkozást, és ott írta le a Nap gravitációs lencsehatását, azaz hogy a Naphoz közel lévő csillagok az erős gravitációs hatás miatt eltolódnak a Naphoz képest. Mérési eredményeit 1919-ben publikálta, fontos megerősítése volt ez Einstein relativitáselméletének. 

A következő jelentős megerősítés 1960-ban született meg, amikor Robert Pound és Glen A. Rebka a Harvardon a gravitációs vöröseltolódás jelenségét tudta bizonyítani. Egy Nap felől a Földre elérő foton hullámhossza nagyobb érkezésekor, mint amekkora indulásakor volt. Mert a Nap egy hatalmas potenciálgödör, jelentős energiabefektetést igényel, hogy a foton onnan kimásszon. Ehhez csökkentenie kell saját energiafrekvenciáját, ezáltal viszont nagyobb lesz a hullámhossza. 

Repkáék a fotonok hullámhossz-eltolódását a Harvard egy 21 méter magasságú épületében mutatták ki. Az alagsortól a padlásig felfelé haladó fotonokra is hatott a Föld gravitációs ereje, ami bár jóval kisebb, mint a Napé, de szintén egy potenciálgödör. A 21 méteren összeszedett eltolódás igazolása is Einstein elméletét támasztotta alá. 

Fekete lyuk a M60-UCD1 galaxis közepén. (ESA/Hubble/AFP)

Fekete lyuk a M60-UCD1 galaxis közepén. (Forrás: ESA/Hubble/AFP)

És fontos megemlíteni 1963-ból Maarten Schmidt jelentős felfedezését, a kvazárokat. A kvazárok csillagszerűen pontszerű objektumok, sokkal fényesebbek, mint egy csillag és nagyon távol vannak tőlünk. Óriási energia szabadul fel mellettük, sokkal nagyobb, mint ami egy csillag fúziós energiatermelés során tud produkálni. Ilyesmire jelenlegi ismerteink mellett csak anyagot magukba szívó fekete lyukak lehetnek képesek. A kvazárok felfedezése erős indirekt bizonyítéka volt a fekete lyukak létezésének. 

Tényleg megtalálni a hullámokat

A hetvenes évektől indultak meg azok a kutatások, melyek direkt módon szerették volna megtalálni a gravitációs hullámokat. A feladatot nagyon nehézítette, hogy hihetetlen finom jelenségekről van szó, ezek 10-21 nagyságrendű események. Frei példája szerint úgy kell ezt elképzelni, hogy ha van egy méter hosszú rudunk, akkor az 10-21 métert változtatja meg a hosszát, ha áthaladnak rajta a gravitációs hullámok. 

Ehhez képest egy proton mérete 10-15 méter, egy ennél hat nagyságrenddel kisebb jelenség megmérése sokáig lehetetlen feladatnak tűnt. Kezdetben tömegrezonátorokkal próbálkoztak: fellógattak pár köbméteres alumíniumtömböt és keresték a borzasztó apró rezgéseket, amiket a gravitációs hullám érkezése vált ki. 10-19 érzékenységet sikerült elérni, de a kísérletek a mai napig zajlanak. 

A kilencvenes évek elején viszont elindultak a próbálkozások a lézer interferométerekkel, ezek vezettek a LIGO kifejlesztéséhez is. Egy lézer interferométeres obszervatórium egy L-alakú berendezés, amin belül a két egymásra merőleges kar végén tükrök vannak, melyek között lézerfény terjed oda-vissza. A kivezetett fénycsóvák összetalálkozásakor a hullámok pedig vagy gyengítik vagy erősítik egymást. A mért intenzitás megmutatja, hogy a két kar rövidült vagy hosszabbodott-e, ami gravitációs hullám áthaladására utal. 

A LIGO két karja négy-négy kilométer hosszú, ezek között 750-szer küldik oda-vissza a lézernyalábot, mielőtt kilépne a rendszerből. Ezzel olyan nagyságrendet sikerült modellezni, hogy már csak elég 10-15 nagyságrendben mérni, ami egy proton átmérője, és amire a mai technológia már képes. 

A LIGO hanfordi obszervatóriuma (Fotó: ligo.org)

Ennél a technológiánál a fő gondot a külső zavarok okozzák: egy borzasztó apró változást kell regisztrálni egy négy kilométer hosszú karon, úgy, hogy egy tíz kilométerre elhaladó teherautó zaja már megzavarhatja a mérést. De a LIGO detektorainál az is gondot okoz, hogy akár több száz kilométerre az óceán hullámai a partot nyaldossák. Azon a frekvencián, amin a hullámok zaja terjed, nem is lehet mérni, mert kiszűrhetetlen zajforrásnak bizonyult a természet. 

A LIGO történetét végigkísérte az a kísérletezés, hogy ezeknek a külső zajforrásoknak a szerepét csökkentsék. Minden olyan apróság számít, ami az emberi fülnek amúgy hallhatatlan: a lézer sörétzaja, vagy például azoknak a szálaknak a hőmérséklet hatására történő pengése, melyekre felfüggesztik a tükröket. 

Több mint két évvel ezelőtt leállították a méréseket, és mindent átépítettek, ezzel megtízszerezve a LIGO érzékenységét. A rendszer teljesen új felfüggesztést kapott, új lézert, új szeizmikus izolációt. A keresési távolság tízszeres megnövelésével a keresési terület az ezerszeresére nőtt, ezzel pedig jelentősen megnőtt az esélye, hogy sikerül gravitációs hullámokat találni. 

Mielőtt leállították a műszereket, a valószínűsége annak, hogy egy év alatt érkezik olyan erős jel, amit képesek érzékelni, nagyjából tíz százalék volt. Frei elmondása szerint viszont az átépítés után elképzelhető, hogy akár hetente fogjanak be jelet. Ez még azonban kicsit odébb van, a LIGO bekapcsolása után nem azonnal kezdett tízszeres érzékenységgel üzemelni, évekig eltarthat, míg megfelelően finomhangolják ahhoz, hogy teljes kapacitással működhessen. 

És tényleg megtalálni a hullámokat

De mindezek ellenére is sikerült hullámokat találni. Ráadásul még a LIGO hivatalos visszakapcsolása előtt. Az obszervatóriumokat tavaly szeptember 18-án indították volna újra hivatalosan, de előtte már hónapok óta éles tesztüzem működött. Négy nappal az indítás előtt, szeptember 14-én pedig megérkezett a jel, amire mindenki várt. 

"Ez egy olyan erős jel volt, hogy még akár az is lehet, hogy az eredeti LIGO is érzékelte volna. Nagyon szépen kiemelkedő jel, ami egy 30-35 naptömegű, 400 megaparszekre lévő összeolvadó fekete lyuk-párostól származik."

Annak, hogy a hivatalos elindítás előtt érkezett a jel, volt még egy nagyon fontos következménye. A kollaborációban részt vevő összes kutató azonnal tudta, hogy itt szó sem lehet saját maguk megtévesztéséről. 

A LIGO hivatalos kutatói protokolljának ugyanis része, hogy néha mesterséges adatokat visznek bele a mérési eredményekbe, és erről a több száz kutató közül mindig csak összesen hárman tudnak. A blind injection névre hallgató módszerrel magát a rendszert tesztelik. A beavatott kutatók ilyenkor lézerekkel piszkálnak bele a LIGO működésébe úgy, hogy az adatfeldolgozás során tettük pozitív eredményként jelentkezzen. 

A fő kérdés persze az, hogy a rendszer képes-e kiszűrni azokat az adatokat, melyeket elvben kutatnia kell. Ha észlelik a jeleket, akkor a három beavatott nem árul el még semmit, a LIGO több száz kutatója pedig úgy jár el, mint ahogy mindig kell nekik: feldolgozzák az adatokat, megírják a publikációt, megszavazzák, melyik szaklapnak küldjék el. És csak ekkor, amikor már ránézésre minden kész van és egy korszakalkotó bejelentés kapujában vannak, nyitják ki a rettegett borítékot, amiből kiderül, hogy mesterséges adatokkal torzították-e a mérési eredményeket. 

A rendszer folyamatos tesztelése mellett viszont ennek van tudományos funkciója is. A LIGO kutatói a gravitációs hullámok megtalálása előtt is publikáltak cikkeket, ezek azonban azt tudták csak állítani, hogy bizonyos érzékenység mellett még nem találtak gravitációs hullámokat. Ez persze kisebb horderejű bejelentés, de fontos tudományos szerepe van, hiszen leszorítja azt a tartományt, ahonnan gravitációs hullámzás érkezhet, ez az információ pedig egyes kozmológiai modelleket esetleg kizárhat vagy felülírhat. 

És ahhoz, hogy a LIGO ki tudja jelenteni, hogy egy bizonyos szintű érzékenység mellett még nem mért pozitív eredményt, szükség van arra, hogy a rendszer érzékenységét folyamatosan teszteljék. 

Frei pár éve maga is jelen volt egy alkalommal Pasadénában, amikor gravitációs hullámok megtalálása és feldolgozása után az utolsó pillanatban, a boríték kinyitásakor derült ki, hogy mesterséges adatokból dolgoztak hónapokon át. De mivel most a hivatalos mérések előtt érkezett a jel, nem lehetett borítékolás. 

"Első naptól kezdve tudtuk, hogy ez vagy igaz, vagy semmi." 

Ilyen még nem volt 

A LIGO most közölt eredménye a gravitációs hullámok első direkt detektálása. Bár az ilyen kijelentés mindig érzékeny kérdés a tudományos közösségen belül, a LIGO kutatói ezért szavazással úgy döntöttek végül, hogy tanulmányuk címéből ki is hagyják a direkt kifejezést, hogy ne sértsenek meg senkit. Az eredményük ettől még történelmi jelentőségű, hiába léteztek már korábban elegáns és fontos indirekt kísérletek is a gravitációs hullámok létének igazolására. 

Két összeolvadó fekete lyuk numerikus szimulációja a németországi Albert Einstein Intézetben (Fotó: Wikipedia)

1993-ban Russell Hulse és Joseph Taylor Nobel-díjat kapott hetvenes évekbeli felfedezésükért. Egy kettős pulzárt figyeltek meg ekkor. A pulzárok azok a neutroncsillagok, amik szupernóvarobbanás után maradnak vissza. Ahogy keringenek egymás körül, folyamatosan szűkül a pályájuk, egyre gyorsabbá válik a keringésük, egyre rövidebb lesz a keringési idejük. De a két objektum egymáshoz közeledéséhez energiaveszteség kell. 

Hulse és Taylor éveken ár mérte a pulzárok által kibocsátott rádiójeleket, és ebből kimutatták, hogy az általuk figyelt kettős pulzár pontosan úgy veszít energiát, ahogy gravitációs hullámok kibocsátásával veszítene és ahogy az az általános relativitáselméletből következik.

Ez annyira meggyőző eredmény volt, hogy Nobel-díj járt érte, még ha ez csak indirekt bizonyításnak számított is. 

Hasonló indirekt eredmény bizonyíték lett volna az is, amit a Déli-sarkon lévő BICEP2 távcsővel mért adatokra hivatkozva jelentettek be 2014 márciusában a Harvard-Smithonian Center for Astrophysics kutatói, de amit aztán kevesebb mint egy évvel később vissza is vontak. Mint kiderült, mérési hibák és elkapkodott eredményközlés állt akkor a háttérben. 

A magyar mikrofon

Egy hasonló kínos mellényúlást mindenképp el akartak kerülni a LIGO kutatói, ezért hirdettek nagyon szigorú hírzárlatot addig, amíg tanulmányuk át nem esik  a szükséges tudományos ellenőrzéseken. Ugyanakkor a LIGO rendszere eleve úgy van kifejlesztve, hogy erős garanciákat adjon a mért adatok hitelességéről. 

Az Egyesült Államokban két detektor működik, négy-négy kilométeres karokkal, egymástól háromezer kilométeres távolságra. A két detektor a biztosítéka annak, hogy a mért zaj kozmikus eredetű, mert egyetlen detektornál akár egy távolban elhaladó vonat vagy teherautó zaját nagyon is nehéz lenne hitelesen megkülönböztetni az űrből érkező hullámok keltette zajtól. 

A jelenlegi rendszerben viszont nem képzelhető el olyan földi hatás, ami mindkét detektornál ugyanúgy jelezne: ha tíz millimásodperces időintervallumon belül méri ugyanazt a LIGO két detektora, annak eredete csak fénysebességgel terjedő jelenség lehet. A szeptemberben rögzített hullám hét millimásodperces eltéréssel jelentkezett a két detektorban, ebből már azt is meg lehet mondani, hogy az űrből nagyjából honnan érkezett. 

A mérésekkel párhuzamosan a LIGO kutatói rengeteg tesztet végeznek, hogy minden zavarforrást kiszűrjenek. Nézik a szeizmikus, elektromágneses, termikus jelenségeket és figyelni kell arra is, hogy infrahangok se kavarjanak be az eredményekbe. 

Ebben a feladatban vállaltak kulcsszerepet a magyar kutatók. Frei Zsolt és kollégái fejlesztették ki azt az infrahang-mikrofont, amivel ki lehetett szűrni az alacsony frekvenciájú hangokat. Ezek az emberi fül számára nem hallhatóak, de például egy űrrepülőgép fellövését kísérő robbanás alacsony frekvenciájú hangja hétszer kerüli meg a Földet, mielőtt teljesen lecsillapodna. 

Frei Zsolt a LIGO hanfordi obszervatóriumában (Fotó: MTA)

Az alapfeltételezés persze az, hogy ugyanazt a hanghullámot nem mérheti tíz millimásodpercen belül két, egymástól háromezer kilométerre lévő eszköz, 

"ha csak ördögi lelkületű doktoranduszok mélynyomókkal nem kezdik el pont egyszerre zavarni a két detektort"

de hogy minden lehetőséget ki lehessen zárni, szükség van az inframikrofonokra. 

A technológia eredete még a Los Alamos-i kutatásokra megy vissza az ötvenes évekbe, akkor kezdték el hasonló mikrofonokkal vizsgálni, hogy a szovjetek nem végeznek-e tiltott kísérleti atomrobbantásokat a világ másik felén. 

És mi jön mindebből? 

Frei extragalaktikus asztrofizikával foglalkozik, a galaxisok egymáshoz képesti elhelyezkedése és a nagyléptékű szerkezetek foglalkoztatják igazán. Ezért nem is annyira titkoltan eleve arra készült az elmúlt 15 évben, hogy mik lehetnek majd azok a kérdések, amiket a hullámok detektálása után fel lehet tenni. 

Egy mindent, még a fényt is elnyelő fekete lyuk illusztrációja az AFP-ben

Azt például, hogy vannak kettős rendszerben fekete lyukak és azok össze is tudnak olvadni, ezt a jelenleg elfogadott elméletek feltételezték, de kísérleti bizonyíték erre eddig nem volt. 

Hogy megérthessük, miről van szó, érdemes egy kitérőt tenni. 

Minden csillag a magjában található hidrogén égetésével fúziós energiát termel. Ez nem tarthat a végtelenségig, a mi Napunkról is lehet tudni, hogy életpályája felénél jár, ötmilliárd éve lehet még hátra. Utána vörös óriássá fújódik fel, égeti még kicsit a héliumot, amiből szén lesz, majd továbbfújódik, szétszállnak a külső rétegei és különösebben nagyobb robbanás nélkül csak a magja marad vissza. Ez lesz a fehér törpecsillag. 

Minden olyan csillag, ami maximum négy naptömegű, hasonló véget ér. (A mi Napunk értelemszerűen egy naptömegű.)

A nehezebb csillagoknál történik a szupernóvarobbanás: ott egészen a vasig megy a magban a fúzió, ami viszont összepréselhetetlen, így a csillag felrobban, lelöki külső rétegeit és ami visszamarad, az a csillagmaradványok tömegétől függően vagy egy neutroncsillag vagy egy fekete lyuk. 

Az univerzum csillagainak fele kettős csillagrendszerben van. Pont, mint ahogy a Csillagok háborújában látni, amikor két nap megy le a horizonton. Egy ilyen kettős rendszerben a két csillag egymás körül kering, körülöttük meg esetleg még bolygók. 

A kettőscsillagok eredetére érdemes itt kitérni: minden naprendszer egy protoplanetáris nebulából alakul ki. Ez egy por- és gázfelhő, aminek van egy forgása, perdülete. Ez a perdület a naprendszer kialakulása után is megmarad. Ha viszont az egész perdület a középen lévő csillagba préselődne bele, olyan gyorsan pörögne, hogy szétesne. Ezért kellenek a bolygók, amik átveszik a perdület 99 százalékát, míg a csillag a rendszer tömegének 99 százalékát alkotja. De nagyobb perdületnél nem elegek a bolygók, hogy lekössék a forgást, ilyenkor két csillag keletkezik, melyek egymás körül keringve tartják meg a perdületet. 

Ha mindkettő felrobban, és minden úgy alakul, hogy két fekete lyuk jön létre, akkor már meg is van a kettős fekete lyuk rendszere. Ilyesmi nagyon ritkán történhet, több feltételnek kell együttesen fennállnia. És nem is ez az egyetlen út, vannak bonyolultabb mechanizmusok is, melyek hasonló eredményre vezetnek. 

Fekete lyuk vizualizációja, a lyuk körül közel fénysebességgel kavargó áramlással (AFP)

Ezek a fekete lyukak folyamatosan energiát veszítenek, ahogy folyamatosan súrlódnak és lökdösik a körülöttük lévő csillagokat, miközben keringenek egymás felé. Évmilliárdok alatt végbemenő folyamatokról van szó, melynek utolsó fázisában, összeolvadásuk előtt, ahogy nő a gravitációs tér, egyre erősebb gravitációs hullámokat bocsátanak ki. 

Mindez elméleti szinten már egy ideje ismert volt, de összeolvadó fekete lyuk-rendszert most sikerült először detektálni. 

A harmadik nagyon fontos eredmény, hogy a most mért adatok szerint egy 29 és egy 36 naptömegű fekete lyuk összeolvadásából egy 62 naptömegű fekete lyuk keletkezett, azaz 3 naptömegnyi energiát nyomott ki magából gravitációs hullámok formájában. Ehhez hasonló energiájú folyamatot sosem észleltünk a világegyetemben. 

A LIGO eredményei révén új útra léphet a fekete lyukak kutatása. Ezek ugyanis egyáltalán nem láthatóak, akkora a gravitációjuk, hogy még a fotonok sem tudnak onnan kiszökni. De az általuk kibocsátott hullámok révén megrezegtetik a tér hálóját, így detektálhatóvá válnak. Olyan kérdésekre kaphat választ az asztrofizika, hogy fordulnakelő, és mekkora az összeolvadási gyakoriságuk. 

És Frei szerint az eredmények lehetőséget biztosíthatnak arra is, hogy szép lassan többet megtudjunk a szupernehéz fekete lyukakról is. Ezek a galaxisok magjában találhatóak, millió vagy milliárd naptömegűek is lehetnek, magukba szívtak mindenféle csillagot és gázt. Az asztrofizika jelenlegi feltételezései szerint a galaxisok sokat ütköznek keletkezésük során, a szupernehéz fekete lyukak vizsgálat pedig fontos támpontot adhat a galaxisok keletkezésével kapcsolatos kutatásokhoz is. 

Ehhez viszont az űrbe kell menni

A LIGO most egy kistömegű fekete lyukat észlelt, ezek tömege jellemzően akkora, mint egy csillagé. A csillagtömegű kettős fekete lyukak viszonylag gyorsan spiráloznak egymás körül, ezért magas frekvencián keltik a gravitációs hullámokat, azaz a hullámok hullámhossza relatíve rövid. 

Hogy milyen hosszúságú hullámzásra érzékeny az obszervatórium, azt az szabja meg, hogy milyen hosszúságúak a karjai. Ha millió naptömegű fekete lyukak keringenek egymás körül, lomhább a rendszer, kisebb a kibocsátott frekvencia, sokkal nagyobb a hullámhossz, azaz sokkal nagyobb karok kellenek, ehhez az amerikai sivatagban lefektetett négy kilométer már nem elég. 

Ezért az Európai Űrügynökségnél már ötmillió kilométeres karban gondolkodnak. Ez lehetne a LISA, három űrbe fellőtt műhold, egymástól ötmillió kilométeres távolságra, melyek három karral rendelkező interferométert alkotnának a szupernehéz fekete lyukak keltette hullámok észlelésére. A projekt jelenleg még nagyon az előkészítő fázisban van, a LISA Pathfinder pár hete indult útjára, és két, a világűrben egymástól félméterre lebegő tömegen fogják tesztelni a technológiát. 

A LISA Pathfinder (ESA via Getty Images))

A LIGO közben a Földön is terjeszkedik, már előkészületi fázisban van az indiai LIGO obszervatórium, mellette pedig a japánok is építik már a saját állomásukat. A több detektorból összeszedett adatoknak köszönhetően a jövőben egészen pontosan meg lehet majd mondani, hogy egy gravitációs hullám honnan érkezett. 

Van két detektor Európában is, Hannoverben működik egy jóval kisebb, 600 méteres karokkal felszerelt obszervatórium, amit a LIGO-hoz azóta csatlakozó német-brit konzorcium irányított. A rövidebb karok miatt hatékonysága eltörpül ugyan a LIGO mellett, de arra alkalmas, hogy itt teszteljék az amerikai eszközökhöz készített fejlesztéseket, Frei is rendszeresen jár ide a mikrofonok új hangolásait ellenőrizni. 

És van egy három kilométeres karokkal felszerelt obszervatórium Olaszországban is, Pisától nem messze, ez a VIRGO, de ezt épp most építik át, ezért tavaly szeptemberben nem rögzített adatokat, lemaradt a hullámokról. Mivel viszont a VIRGO és a LIGO között adatcsere-egyezmény van érvényben, a most publikált eredményeken társszerzőként az olasz kutatóállomás munkatársait is feltüntették. 

Ez pedig a Nature háromperces összefoglaló videója a gravitációs hullámokról:

További cikkeink
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.