Cristian Presură: Unde de șoc în comunitatea științifică: undele gravitaționale ar fi fost observate direct!

Cristian Presură, contributors.ro: Un zvon produce unde de soc in comunitatea stiintifica: undele gravitationale ar fi fost observate direct!

De vreo cincizeci de ani, în fizică, nu facem decât să verificăm teoriile deja construite. În afara câtorva excepții (materia și energia întunecată, masa de repaus a neutrinilor etc.), fizica experimentală este cu mult în urma celei teoretice. Undele gravitaționale sunt un astfel de exemplu. Prezise de Einstein cu aproape 100 de ani în urma, nici până azi nu le-am detectat direct, în laboratoare.

În esență, undele gravitaționale sunt asemănătoare celor de pe suprafața unei ape liniștite, care apar atunci când trece un vapor pe lângă noi. Vaporul este analogul obiectelor masive din univers (cum ar fi găurile negre), iar apa este analogul spațiului. Tot așa cum mișcarea vaporului tulbură suprafața apei, la fel și mișcarea unor găuri negre tulbură spațiul în care se află.

Să luăm cazul unor găuri negre stelare. Ele au dimensiuni de ordinul a câtorva zeci de kilometri, deși greutatea lor este mai mare decât a Soarelui. Când două astfel de găuri negre se apropie, ele fuzionează spectaculos.  Până atunci, însă, cele două găuri negre orbitează una în jurul celeilalte, cu viteze unghiulare din ce în ce mai mari, pe măsură ce se apropie (ca într-un dans al patinatorilor, ce își măresc viteza de rotație când se apropie unul de celălalt). Chiar înainte de fuziune, perioada mișcării este de ordinul a câtorva milisecunde (frecvențe de ordinul sutelor de hertzi).

În timpul fuziunii, nu numai dansul lor devine mai nebun, dar crește și deformarea spațiului din jurul lor. Datorită asimetriei, această deformare a spațiului se propagă mai departe, sub forma undelor gravitaționale. De la milione de ani lumină depărtare, noi putem percepe această deformare a spațiului, precum simte un pescar unduirile vaporului ce trece pe lângă el. Tot așa cum pescarul nu mai vede clar fundul apei, așa și noi ar trebui să nu mai vedem clar obiectele din jur, pentru că spațiul (prin care trece lumina) a fost tulburat.

Din păcate (sau din fericire!) unduirile spațiului sunt foarte mici. Spațiul rămâne aproape euclidian, lumina circulă în linii drepte, iar noi putem merge liniștiți la serviciu. Nu și fizicienii care lucrează la LIGO, un interferometru uriaș, construit special pentru detecția ondulațiilor acestea minuscule ale spațiului. Brațele sale de kilometri devin când mai scurte, când mai lungi, datorită deformării spațiului. Variațiile induse de fuziunea găurilor negre, de la depărtările de milioane de ani lumină, sunt minuscule, de sute de mii de ori mai mici decât diametrul unui nucleu. De aceea, ele nu au putut fi detectate, până acum, în laboratoare. Până acum!

Zvonul este că minunea s-a întâmplat. Fizicieni bine informați (cum ar fi teoreticianul Lawrence Krauss) bagă mâinile în foc că la LIGO s-a detectat, pentru prima oară, coliziunea a două gâuri negre stelare. Un semnal cu frecvența potrivită (de ordinul sutelor de hertzi) ar fi fost detectat din îndepărtările stelare.

Conducerea LIGO nu scoate un cuvânt, poate pregătesc a conferință de presă, sau poate că sunt ceva mai prudenți, de data asta. Și acum doi ani s-a mai revendicat detecția undelor gravitaționale, în semnalul radiației de fond, iar predicția a fost infirmată. Iar acum șase ani, același zvon despre LIGO s-a dovedit fals. Să nu fie vorba de un cablu conectat prost, așa cum a fost cazul celebrului anunț OPERA, unde s-ar fi găsit particule cu viteza mai mari decât a luminii. Cercetătorii suflă acum și în iaurt.

Dacă însă zvonul se va adeveri, va fi o nouă coroană pe capul lui Einstein. Undele gravitaționale au fost verificate indirect, încă din anul 1974, în mișcarea încetinită a unui pulsar. Acum însă ar fi prima verificare directă.  Cei de după Einstein, în special iubitorii de mecanică cuantică, trebuie să mai aștepte următorul pas, cel de cuantificare a acestor unde graviționale. Să speram că nu va mai dura alte 100 de ani…

Cristian Presură (portret) este fizician – autor al volumului Fizica povestită (Humanitas, 2014).