Nauka dla innowacji. Odc. 1
Tomasz Bulik. Fale grawitacyjne – nowe okno na niewidzialne oblicze Wszechświata
W ramach podkastowego cyklu „Nauka dla innowacji” publikujemy rozmowy z wybitnymi polskimi naukowcami, laureatami programu Międzynarodowe Agendy Badawcze prowadzonego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej i finansowanego ze środków pochodzących z funduszy europejskich z programu Inteligentny Rozwój (POIR).
Przeczucie istnienia fal grawitacyjnych nie było obce naukowcom już pod koniec wieku XIX. Ale potrzeba było Alberta Einsteina, by nadać tym intuicjom konkretny kształt. Stworzona przez niego ogólna teoria względności przewidywała istnienie zmarszczek czasoprzestrzeni towarzyszące ruchom masywnych ciał. Dyskusje na temat realności takich fal trwały kilkadziesiąt lat. Ważną w nich rolę odegrał polski uczony, prof. Andrzej Trautman, opowiadając się za ich fizycznym istnieniem. Ale wciąż brakowało metod obserwacyjnych, które mogłyby to zweryfikować.
Pierwszy, niebezpośredni dowód ich realności otrzymaliśmy w roku 1974. Naukowcy z Arecibo Radio Observatory w Puerto Rico przyglądali się układowi podwójnemu pulsarów. Badali bilans wyzwalanej przez nie energii, z którego wynikało, że brakująca jego część odpowiada dokładnie temu, co unoszą ze sobą fale grawitacyjne.
Definitywne potwierdzenie przypuszczeń miało miejsce w roku 2015, kiedy zmierzono – i bezdyskusyjnie to potwierdzono – fale wzbudzone przez zderzenie dwóch czarnych dziur, odległych od Ziemi o 1,3 mld lat świetlnych. Obserwacja poczyniona przez instrument LIGO była początkiem nowej ery badań kosmosu. Dostaliśmy nowy zmysł – czuły na promieniowanie w zakresie dotąd niedostępnym.
Między innymi tymi właśnie badaniami, a także koncepcyjnymi przygotowaniami jeszcze czulszych obserwatoriów grawitacyjnych, zajmuje się prof. Tomasz Bulik z Centrum Naukowo-Technologiczne Astrofizyki Cząstek (AstroCeNT) i Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. AstroCeNT to jedno z 14 centrów doskonałości, które działają w Polsce, dzięki środkom z funduszy europejskich z programu Inteligentny Rozwój przyznanym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu Międzynarodowe Agendy Badawcze (MAB). Prowadzone są tam prace badawczo-rozwojowe nad rozwojem technologii mających zastosowanie m.in. do badań związanych z detekcją fal grawitacyjnych i ciemnej materii, wykrywania sygnałów i ukrytych informacji, płynących z kosmosu. Zagadnienia te należą do fundamentalnych i jednocześnie najbardziej ekscytujących obszarów fizyki i astrofizyki cząstek, a w ostatnich kilkudziesięciu latach nastąpił bezprecedensowy postęp w ich poznaniu i możliwości zastosowania technologii powstających podczas ich badania. W podkaście prof. Bulik opowiada o tym, jak z pośmiewiska astronomia fal grawitacyjnych awansowała do roli nowego, wspaniałego narzędzia poznania naukowego.
Fale grawitacyjne przynoszą informacje na temat niedostępnych rejonów Wszechświata, na temat jego prapoczątków. Być może dowiemy się dzięki nim, dlaczego dwie wielkie teorie – mechanika kwantowa i grawitacji – nie poddają się próbom zespolenia.
Program Międzynarodowe Agendy Badawcze jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków funduszy strukturalnych w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (PO IR) 2014–2020, Działanie 4.3. Międzynarodowe Agendy Badawcze.