O czym piszczą czarne dziury

Astronomia fal grawitacyjnych jest stosunkowo młodą, ale bardzo dynamicznie rozwijającą się dziedziną fizyki. Jej tajnikom poświęcony był kolejny z cyklu "8 Wykładów na Nowe Tysiąclecie" wygłoszony przez prof. Tomasza Bulika.

Fale grawitacyjne przez dłuższy czas były obiektem sporów uczonych, którzy zastanawiali się nad ich istnieniem. Wielu twierdziło, że jest to tylko szczególny sposób przedstawienia i opisu czasoprzestrzeni, a nie obiektywie istniejące zjawiska. Dowodów empirycznych na istnienie fal grawitacyjnych dostarczają obserwacje pulsarów, czyli gwiazd neutronowych wysyłających w niewielkich, idealnie równych odstępach czasu impulsy promieniowania elektronicznego.

- Nie mogę zaprezentować w tej sali pulsara, ale mogę wyjaśnić jak działa - mówił podczas wykładu prof. Bulik. - Jeśli weźmiemy dzwoniący budzik, włożymy go do torby i zaczniemy modelować ruch orbitalny obracając torbę w powietrzu, usłyszymy, że ton budzika zmienia się w zależności od jego położenia na orbicie - tłumaczył profesor. Badając odstępy i zmiany przychodzących sygnałów, można zbadać kształt i zmiany orbity, po której wybrany obiekt się porusza. - Podczas obserwacji wykazano, że orbita pulsara zmniejsza się i zacieśnia, a to oznacza, że z układu "wycieka" część energii - mówił fizyk. - Utrata energii jest dokładanie taka, jak przewiduje ogólna teoria względności przy założeniu istnienia fal grawitacyjnych. Można więc powiedzieć, że znikanie czegoś - w tym przypadku części energii - jest dowodem na istnienie czegoś innego, czyli naszych fal grawitacyjnych - mówił badacz. Cały czas astronomowie poszukają jednak bezpośredniego dowodu na ich istnienie. Można ich szukać w sygnałach dźwiękowych płynących z kosmosu, a jak się okazuje zarówno Droga Mleczna, gwiazdy, galaktyki, a nawet czarne dziury wydają dźwięki. Część dźwięków została zaprezentowana podczas wykładu. Słuchacze dzięki temu przekonali się między innymi, że przy połączeniu czarnych dziur powstaje dźwięk, który można porównać to tego towarzyszącego otwieraniu butelki wina. Nie trzeba dodawać, jak duży entuzjazm wywołało to wśród słuchaczy.