Valët gravitacionale

Vetëm pak muaj më parë u deklarua një zbulim i jashtëzakonshëm. Valët gravitacionale, që Albert Einstein i parashikoi që në 1916 në “Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit” , tashmë u vërtetuan për ekzistencën e tyre. Historia e fizikës premton një epokë të re…

Por si fillim, le të shohim shkurtimisht se çfarë janë valët gravitacionale.
Një valëzim në cohën e hapësirës dhe kohës…
Ripples in the fabric of space and time…
Imagjinoni sikur hapësira është një çarçaf i madh elastik… Objektet që kanë masë, e përkulin siç përkulet trampolina kur kemi hipur në të. Sa më e madhe masa, aq më e madhe dhe përkulja e hapësirës nga graviteti. Përshembull, arsyeja përse toka rrotullohet rreth diellit është se dielli ka një masë shumë më të madhe dhe krijon një përkulje gjigande përreth tij. Nëse përpiqesh të lëvizesh në vijë të drejt afër kësaj lloj përkuljeje do të përfundosh duke lëvizur në formë rrethore. Kështu funksionojnë orbitat.
Valët gravitacionale prodhohen kur masat përshpejtojnë duke ndryshuar këtë përkulje të hapësirës. Çdo gjë me masë dhe/ose me energji mund të krijojë valë gravitacionale. Përshembull, nëse dy veta fillojnë të kërcejnë me njëri-tjetrin do të krijonin valë gravitacionale. Por që normalisht, do të ishin ekstremisht të vogla dhe praktikisht të padetektueshme.
Graviteti është shumë më i vogël në krahasim me forca të tjera në univers, prandaj për të detektuar valëzime të mëdha duhet diçka shumë shumë e rëndë që lëviz shumë shumë shpejt. Çfarë mund të jetë më perfekte sesa përplasja e dy vrimave të zeza, apo supernova?

Si mund t’i vëzhgojmë këto valëzime në hapësirë?
Hapësira do të ngjeshet ose zgjatet dhe mënyra më e mirë për ta matur hapësirën është me një “vizore drite”. Kjo “vizore” përdor shpejtësinë e dritës. Nëse hapësira midis dy pikave zgjatet, atëherë dritës do i duhet më shumë kohë të përshkojë rrugën midis dy pikave, por nëse hapësira ngjeshet do të ndodhë e kundërta.

ligo-livingston-laboratory-e1455277852192

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Këtu hyn në lojë LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
I vendosur në Hanford, Washington dhe Livingston,Louisiana ai ka 2 tunele, 4 kilometra të gjata secili, në formë L. Këto dy tunele janë në të vërtet interferometra me pasqyra në fund të çdo krahu që krijojnë një “zgavër rezonance”, ku drita e lazerit me një gjatësi vale precize “kërcen” para-mbrapa tamam si një tingull në gypat e organos. Në pikën e takimit të krahëve, dy valët mbivendosen. Nëse valët do të ishin në sinkron, atëhere do të kishim një interferencë destructive, që do ta bënte këtë një pikë të errët (Dark Point), pasi valët do të “shuanin” njëra-tjetrën.
Kur një valë gravitacionale “godet” e zgjat hapësirën në një drejtim dhe e ngjesh në drejtimin tjetër. Duke matur interferencën e laserave në këtë Dark Point, fizikantët janë në gjendje të llogarisin saktësisht nëse hapësira midis pikave është zgjatur apo ngjeshur, edhe sa.
Saktësia e kërkuar është e jashtëzakonshme. Për të dedektuar një valë gravitacionale, duhet të jesh në gjendje të dallosh ndryshimin me pak njësi në 10^23 ose me 1/10’000 e gjerësisë së një protoni. Për ta bërë pak më të qartë, është njëlloj si të arrish të dallosh zgjatjen ose shkurtimin me 5mm të një shkopi 1’000’000’000’000’000’000’000 metra të gjatë.

Çfarë ka ndodhur?
Më 14 Shtator 2015, në 9:50:45 UCT,(4:50 a.m. në Luisiana dhe 2:50 në Washington) sistemet e automatizuar të LIGO kapën një sinjal. Frekuenca e lëkundjeve rritet nga 35Hz në 250Hz para se të zhdukeshin 0.25 sekonda më vonë. Kjo rritje e frekuencës përkon me rrotullimin e dy trupave masivë rreth njëri-tjetrit. Vonesa prej 0.007 sekondash në Luisiana dhe Washington është koha e përkryer për kalimin e një vale dritore përmes dy dedektorëve.
Krahasimi me stimulime kompjuterike zbuloi se vala erdhi prej dy objekteve 29 dhe 36 herë më masivë se Dielli, që rrotulloheshin rreth njëri-tjetrit me shpejtësi prej 210 km/s, para se të bashkoheshin. Këto, të ndodhura në gati 1 milion vite-drite larg Tokës. Vetëm një vrimë e zezë, që përbëhet prej energjie gravitacionale të pastër dhe përcakton masën përmes ekuacionit të famshëm të Einstein, E=mc2, mund të ketë një masë aq të madhe në hapësirë aq të vogël. Ky vëzhgim përbën evidencën e parë që vërteton dhe ekzistencën e vrimave të zeza përveçse valëve gravitacionale.

Çfarë do të thotë e gjithë kjo?
Imagjinoni sikur të keni qenë i shurdhër gjatë gjithë jetës suaj, derisa një ditë dëgjimi juaj shërohet dhe ju jeni në gjendje të ekspoloroni botën në një mënyrë krejtësisht të re. Kjo është arsyeja pse zbulimi i valëve gravitacionale është kaq domethënës. Është një mënyrë plotësisht e re për të studiuar universin. Dhe sa herë gjendet një mënyrë e re për të hetuar univesin, zbulohen gjëra që ndoshta dhe si prisnim aspak, që as i dinim që ekzistonin.
Tashmë universi po na flet në gjuhën e valëve gravitacionale dhe ne më në fund po e kuptojmë këtë gjuhë të çuditshme, por kaq fantastike. Kushedi se çfarë do të na tregojë “I Madhi Univers”…
Le të mbajmë vesh…
Diçka ka ndryshuar përgjithmonë…
Një epokë e re ka filluar…