Gravitációs hullámok, felfedezésük és a 2017-es Fizikai Nobel-díj címmel Gergely Árpád László, a Szegedi Tudományegyetem fizikusa tartott plenáris előadást október 21-én a VI. Interdiszciplináris párbeszéd konferencia keretében. A nemzetközi esemény főszervezője a Bolyai Társaság, házigazdája és partnere a Babeș–Bolyai Tudományegyetem. A 2012 óta éves gyakorisággal megrendezett tanácskozás előadásai idén október 20-a és 21-e között a „mikro- és makrovilágok” hívószavak köré épültek, a legkülönfélébb reál és humán szakterületekről érkező felszólalók saját diszciplináris horizontjaikat kiszélesítve, a terminológiai korlátokat áthágva a rész és az egész, az univerzális és a partikuláris, a közeli és a távoli, a nagy és az apró, a látható és a láthatatlan sajátos dialektikáját kísérelték meg közös erővel feltárni.
A Szegedi Tudományegyetem munkatársaként Gergely Árpád László tagja volt annak a LIGO Tudományos Együttműködésnek, melynek 2015 szeptemberében két egyesült államokbeli detektor segítségével sikerült mérési bizonyítékokat fölmutatnia a gravitációs hullámok létezésére vonatkozóan. A nagy jelentőségű kozmológiai felfedezés azonnal komoly szakmai és sajtóvisszhangra lelt, máig összesen öt gravitációs hullám észlelését jelentette be a nemzetközi kutatócsoport, a mérések szavatosságához pedig az olaszországi VIRGO interferométer beüzemelése is hozzájárult. A felfedezés jelentőségét hangsúlyozandó, a 2017-es fizikai Nobel-díjat megosztva kapta a LIGO kollaboráció három meghatározó tagja: a német Rainer Weiss és két amerikai elméleti fizikus, Barry C. Barish és Kip S. Thorne.
Gergely Árpád László előadása a gravitációs jelenségek észlelésének történeti áttekintésével kezdődött, a görögöktől és az araboktól Newton gravitációs elméletén keresztül Einstein általános relativitáselméletéig. A kutató elmondta, hogy a newtoni gravitációs modell lassú mozgások és gyenge gravitáció esetében, például földi körülmények között ugyan rendkívül pontos, de a kozmikus struktúrák közötti viszonyok leírásában kudarcot vall. Ezeknek a struktúráknak a megfigyelése azonban kiemelt jelentőségű, az aktuális kozmológiai álláspont szerint ugyanis az univerzumnak hozzávetőlegesen mindössze 5 %-a képezi azt a közeget, amelynek elemei közt érvényesülnek az erős kölcsönhatások (vagyis a magerők), az elektromágnesesség, illetve a gyenge kölcsönhatások (azaz a radioaktivitás) is, a világegyetem további 95 %-át a sötét anyag, illetve a sötét energia teszi ki (24 % és 71 % arányban), ezeknek a közegeknek az elemei közt pedig kizárólag gravitációs kölcsönhatások mutathatók ki. A gravitációs kölcsönhatások kutatása és megértése egyben az univerzum szerkezetének feltérképezésében is elengedhetetlen. Az einsteini általános relativitáselméletnek a gravitációs hullámok kimutatásában játszott szerepét tárgyalva Gergely Árpád László elmondta, hogy a német elméleti fizikus sokféleképpen (félre)értelmezett elgondolása tulajdonképpen két tételben foglalható össze: 1. „az anyag megmondja a téridőnek, hogyan görbüljön”; 2. „a téridő megmondja az anyagnak, hogyan mozogjon”. Noha Einstein elgondolása valóban előrevetítette a gravitációs hullámok létezését, a Szegedi Tudományegyetem munkatársa szerint e hullámok megfigyelhetővé válása egyben az einsteini elgondolás pontosítását, továbbfejlesztését is megkívánja. Az előadás során kiderült, hogy gravitációs hullámok akkor keletkeznek, amikor nagy energiájú, nagy sűrűségű égitestek egymás közelébe kerülnek és összeolvadás előtt állnak. Az egyesülés előtt egymás körül keringő fekete lyukak fénysebességgel közlekedő gravitációs hullámokat gerjesztenek, vagyis fodrozódásokat hoznak létre a téridőn. A szeizmikusan izolált LIGO-detektorok által érzékelt gravitációs hullámok tehát egy közeli galaxisban történt feketelyuk-összeolvadást észleltek 2015-ben, később azonban olyan hullámokat is befogtak, melyek neutroncsillagok összeolvadását megelőzően kezdtek terjedni. A hullámok keletkezési helyeinek megállapítását az olasz VIRGO-detektor működésbe helyezése tette lehetővé, hiszen a különböző térbeli koordinátákon elhelyezett három detektor mérési eredményei alapján háromszögelős módszerrel már lokalizálni lehet a fodrozódás forrását az univerzumban.
Gergely Árpád László a LIGO kollaboráció további terveiről is szólt röviden, elmondta, hogy egyelőre a műszerek érzékenységének a finomítása a cél, az erre irányuló munkálatok jelenleg is zajlanak, a detektorok ezért egyelőre üzemen kívül állnak. Japán egy KAGRA nevű detektorral készül beszállni a gravitációs hullámok megfigyelésébe, és olyan tervek is léteznek, melyek szerint egy-két évtizeden belül nem Föld felületén, hanem az űrben helyeznének el három összehangolt interferométert. A kozmológus szerint a közeljövőben valószínűleg havi rendszerességgel fogunk gravitációs hullámokat észlelni, s noha – mint beismerte – „a kenyér ára ettől egyelőre valóban nem változik”, a világegyetem szerkezetéről alkotott képünk azonban hihetetlen mértékben és módon átalakulhat.
Tápai Márton és Gergely Árpád László, a LIGO tudományos kollaboráció közreműködői a Szegedi Tudományegyetemről. Forrás: http://www.delmagyar.hu/szeged_hirek/gravitacios_hullam_es_fekete_lyukak/2464137/
A beszámolót Serestély Zalán szerkesztette.