Istnienie fal grawitacyjnych, czyli rozchodzących się z prędkością światła zakrzywień czasoprzestrzeni, przewidział już Albert Einstein w 1916 roku w swojej ogólnej teorii względności. Jednak grawitacja jest, w porównaniu do innych, bardzo słabym oddziaływaniem. Wbrew pozorom w ogóle nie odczuwamy na przykład przyciągania grawitacyjnego komputera przy którym siedzimy. Z powodu bardzo małej siły tego oddziaływania wykrywanie fal grawitacyjnych jest niezwykle trudne.
W 2014 roku po świecie rozeszła się plotka, że fale grawitacyjne udało się zaobserwować znajdującemu się na Antarktydzie radioteleskopowi BICEP-2. Ślady działania fal grawitacyjnych odkryć miano w kosmicznym promieniowaniu tła. Niestety, później okazało się, że zauważone rzekome efekty działania fal grawitacyjnych były tylko szumem spowodowanym przez kosmiczny pył.
Dlatego też badacze z programu LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) przed ogłoszeniem swojego odkrycia dokładnie analizowali uzyskane przez siebie dane. Choć fale grawitacyjne zaobserwowano już we wrześniu ubiegłego roku, to odkrycie ogłoszono oficjalnie dopiero teraz. W międzyczasie dane porównywano z wynikami uzyskanymi w podobnym, europejskim urządzeniu Virgo.
Zarówno amerykańskie jak i europejskie interferometry służące wykrywaniu fal grawitacyjnych działają na tej samej zasadzie. Składają się one z dwóch długich tuneli, łączących się pod kątem prostym w kształt litery L, na końcach których znajdują się lasery. Światło emitowane przez oba lasery wygasza się nawzajem i nie jest odbierane przez znajdujący się na połączeniu tuneli detektor. Jednak kiedy przez jeden z tuneli przechodzi fala grawitacyjna, czyli zaburzenie czasoprzestrzeni, jego długość zmienia się o bilionową część metra. To wystarczy, aby fale światła nie uległy całkowitemu wygaszeniu i zostały wykryte przez detektor.
Dzięki odkryciu fali w kilku detektorach, na zasadzie triangulacji udało się ustalić jej źródło. Okazało się nim zderzenie dwóch czarnych dziur oddalonych od nas o 1,3 miliarda lat świetlnych. Czarne dziury, przed samym zderzeniem, obracają się wokół siebie z coraz większą prędkością, co w połączeniu z ich ogromną masą powoduje powstawanie fal w czasoprzestrzeni. Ostatnia, najsilniejsza fala powstaje, kiedy obiekty się ze sobą zlewają.
Innymi źródłami fal grawitacyjnych, które mogą zostać wykryte w czasie dalszej pracy interferometrów, są niedoskonałości na powierzchni szybko rotujących gwiazd neutronowych czy nierównomierne eksplozje gwiazd. Co więcej, jak wynika z ostatnich obliczeń, same zderzenia czarnych dziur są znacznie częstsze niż dotychczas sądzono, więc możemy się spodziewać, że w kolejnych latach natrafimy jeszcze na niejedną falę grawitacyjną.
[źródło i grafika: popsci.com]
