Zmarszczki Wszechświata

Genialny fizyk już na początku ubiegłego stulecia przewidział istnienie fal grawitacyjnych, lecz dotychczas uzyskano jedynie pośrednie dowody ich występowania; samych fal wykryć się nie udało. Wkrótce zostanie uruchomiony ogromny układ detektorów zdolny zarejestrować te rozchodzące się z głębin kosmosu zmarszczki czasoprzestrzeni.

W 1916 r. Albert Einstein zauważył, analizując równania ledwie co sformułowanej ogólnej teorii względności, że pole grawitacyjne wykazuje własności falowe. Źródłem rozchodzących się z prędkością światła fal grawitacyjnych miały być szybko zmieniające się w czasie układy wielkich mas, np. wirujące gwiazdy. Na skutek pomyłki w obliczeniach Einstein początkowo błędnie sądził, że również układ zachowujący doskonale kulisty kształt może emitować fale. Błąd ten poprawił w kolejnej swojej pracy, jednak i tym razem wielki uczony nie ustrzegł się pomyłki – ostateczny wynik jego wyliczeń był dwa razy mniejszy niż być powinien.

Podobnego odkrycia „na papierze” dokonał pół wieku wcześniej James Clerk Maxwell, przewidując istnienie fal elektromagnetycznych. W latach 1887–1891 Heinrich Rudolf Hertz wykonał całą serię finezyjnych eksperymentów, w których potwierdził przewidywania wielkiego Szkota. Hertz zbudował układ nadawczy i odbiorczy, pokazał jak generować fale elektromagnetyczne i jak je rejestrować. W wypadku fal grawitacyjnych doświadczenie Hertza jest nie do powtórzenia ze względu na ich fantastyczną wprost nikłość. Fala grawitacyjna emitowana przez drgający elektron jest słabsza od fali elektromagnetycznej wysyłanej przez ten sam elektron o czynnik równy dziesiątce z 50 zerami. Jedynie fale grawitacyjne emitowane podczas kosmicznych kataklizmów takich jak zderzenia gwiazd są dostatecznie intensywne, aby je można było zarejestrować.

Na początku lat 60. próby wykrycia fal grawitacyjnych docierających z kosmosu podjął fizyk amerykański Joseph Weber. Zbudował ważące wiele ton aluminiowe cylindry, które fala grawitacyjna miała wprawiać w niewielkie podłużne drgania. Jednak częstość fali musiała być blisko częstości samoistnych drgań cylindra, aby dzięki zjawisku rezonansu uzyskać odpowiednio duży efekt.