Според Ајштановата општа теорија за релативност гравитацијата патува со брзина на светлината. Докажувањето за ова тврдење е многу комплицирано пред сè бидејќи не можеме да ја вклучиме и исклучиме гравитацијата како што можеме да го вклучиме и исклучиме светлото. Со опсервациите направени на гравитациските бранови во 2017 година научниците покажале дека Ајштан бил во право и за ова тврдење.
Низ текот на научната историја познати се два најдоминантни одговори за точната брзина на гравитацијата. Првиот е дека гравитацијата е бесконечно брза, другиот е дека брзината на гравитацијата е еднаква со брзината на светлината. Како и светлината и гравитацијата има брзина на движење. Замислете дека во моментов Сонцето го снемува. Замислете на некој начин да исчезне и да не постои повеќе. Знаеме дека светлината патува со брзина од 300 000 км во секунда. Го знаеме растојанието помеѓу Сонцето и Земјата, 150 милиони км. Па така знаеме колку време ќе ни треба на нас, жителите на Земјата за да сфатиме дека Сонцето веќе го нема. Небото нема веднаш да стане темно, напротив тоа ќе се случи после 8 минути и 20 секунди. Но, ако Сонцето го снема, нема само да ја снема и светлината, ќе ја снема и гравитацијата што Земјата и другите планети ги држи во орбита. Колку време ќе ни треба на нас, жителите на Земјата да забележиме дека гравитацијата ја нема?
Одговорот на ова прашање зависи од брзината на гравитацијата. Низ историјата на науката најрелевантни биле два одговори: Веднаш и околу 8 минути. Ако гравитацијата е бесконечно брза, гравитацијата ќе исчезне во ист момент со исчезнувањето на Сонцето. Би го гледале Сонцето уште нешто повеќе од 8 минути (заради брзината на светлината) но гравитацијата ќе исчезне веднаш. Исак Њутн верувал во оваа теорија и предвидувал дека орбитата на Земјата ќе се смени уште пред да забележиме дека Сонцето го нема. Од друга страна пак, ако брзината на гравитацијата е колку и брзината на светлината тогаш од моментот на исчезнување на Сонцето, нашата планета ќе си патува по познатата патека околу Сонцето уште 8 минути и 20 секунди и дури потоа ќе ја промени познатата патека. Ајнштајн верувал во оваа теорија. Неговата теорија дава поточни предвидувања од таа на Њутн. Теоријата на гравитацијата на Ајнштајн дава предвидувања кои можат да се тестираат. Оваa теорија ја опишува гравитацијата како искривување во простор- времето. Колку поголемо е искривувањето толку поголема е гравитацијата. Метафорички го опишува просторот како детска трамполина. Кога детето скока на трамполината, трамполината се искривува, и потоа пак се опушта. Како и трамполината да скока нагоре, надолу. Па така може да кажеме дека и вселената може метафорички да скока нагоре и надолу, или поточно се компресира и опушта слично како што звучните бранови се пренесуваат низ воздухот. Ќе и треба време на трамполината од искривена положба да дојде пак до исправена положба. Ваквите просторни нарушувања се наречени гравитациски бранови и тие патуваат со брзина на гравитацијата. Доколку детектираме гравитациски бранови веројатно би можеле и да ја измериме нивната брзина. Секако ова воопшто не е лесно за разбирање а уште потешко за мерење. Гравитациската радијација била позната уште во 1916, но поминале уште околу 100 години за развој на технологијата способна за нејзино детектирање.
Кога две црни дупки орбитираат околу себе, тие испуштаат многу мали и сè уште недетектирани количини за гравитациска радијација, којашто троши енергија и ги приближува црните дупки една кон друга. На крајот двете црни дупки ќе се приближат доволно блиску и ќе настане спојување. Ваквото гравитациски насилно спојување ослободува огромни количини на гравитациски бранови, повеќе енергија од светлината на сите ѕвезди во видливиот универзум. Гравитациската радијација се ослободува и при спојување на две неутронски ѕвезди. Неутронските ѕвезди се исто така ѕвезди на умирање како и црните дупки, но се малку посветли. Настанот на спојување на две неутронски ѕвезди е проследен и со моќен излив на светлина што може да се забележи низ целиот Универзум и потоа послаба светлина со помала енергија која трае подолго. Универзумот е толку голем па за наша среќа колку и ваквите настани да се ретки сепак се случуваат и се можни за набљудување. Во 2017 год. научниците детектирале гравитациски бран и за помалку од 2 секунди орбиталните опсервации детектирале гама радијација (еден вид на светлина) од истата локација во вселената во галаксија оддалечена на 130 милиони светлосни години. За кратко време околу 70 телескопи биде насочени кон килоновата од спојувањето на бинарниот систем на неутронски ѕвезди. И конечно астрономите го нашле она што им било потребно за детерминирање награвитац брзината на гравитација. Спојувањето на две неутронски ѕвезди ослободува гравитациски бранови и светлина во исто време. Ако гравитацијата и светлината имаат иста брзина тогаш од Земјата треба да бидат забележани истовремено. Според растојанието на галаксијата каде што се наоѓале двете неутронски ѕвезди, знаеме дека двата видови на бранови (светлосни и гравитациски) патувале 130 милиони светлосни години. Па еве го и одговорот, со помош на прецизно мерење се утврдува дека гравитацијата и светлината патуваат со иста брзина.
Експериментот за тестирање на овие нарушувања се состои од две цевки со големина од 4 километри (LIGO опсерваторија), наместени така што ја формираат латиничната буква “L”. Се користат огледала и ласери за точно мерење на нивната големина. Целиот систем за тестирање однадвор изгледа многу обично но станува збор за многу напредна технологија осетлива дури и на најмал шум. Индиректни докази за гравитациски бранови биле откриени и порано, но во 2015 година за прв пат дирекно бил детектиран гравитациски бран од спојување на црните дупки во LIGO опсерваторијата. Во 2017 бил детектиран гравитациски бран од спојување на две неутронски ѕвезди. Овој настан претставува пример за “multi messenger” астрономија бидејќи еден извор дава различни податоци во вид на електромагнетна светлина и гравитациски бранови. Научниците кои работеле на овој експеримент добиле Нобелова награда.
Сања Павлова
Извор: bigthink.com
