Miks on gravitatsioonilained olulised? Viis suuremat avastust

Kunstniku kujutis neutrontähtede kokkupõrkel tekkivatest gravitatsioonilainetest.

FOTO: R. Hurt/Caltech-JPL

Selle aasta füüsika Nobeli preemia pälvinud gravitatsioonilainete mõõtmisseaded on näidanud mõndagi olulist meid ümbritseva füüsilise maailma kohta, kirjutab New Scientist.

Praeguseks on siiamaani suuresti müstilisi gravitatsioonilaineid suudetud tuvastada vaid viis korda. Neist viimane, möödunud nädala esmaspäeval teatavaks tehtud vaatlus, oli aga erakordne selle poolest, et esmakordselt lisandus LIGO ja VIRGO gravitatsioonilaineobservatooriumite andmetele ka silmaga nähtav info.

Mida uut on gravitatsioonilained meile aga toonud?

Kogu mateeria, millest koosneme, on pidevas moonutamises

Kõige esimene gravitatsioonilainete tuvastamine 2015. aastal sai kinnituseks Albert Einsteini ennustusele, et mustade aukude ja neutrontähtede liikumine toob endaga kaasa pidevat mateeria kokkupressimist ja väljavenitamist. Kuna enamus musti auke ja neutrontähti asuvad meist aga väga kaugel, on ka meieni jõudvad mateeriamoonutused vaid väga nõrgad. Kui need asuksid aga lähemal, peaksime olema isegi võimelised tunnetama, kuidas lained meie kehasid venitavad või kokku pressivad.

Mustad augud on tõepoolest olemas

Kuigi mustade aukude olemasolu on olnud teoreetiliselt kui ka kaudsete vaatluste teel juba pikka aega teada, pakkus 2015. aasta gravitatsioonilaine tuvastamine esmakordset võimalust neid otse vaadelda. Varasemad vaatlused näitasid nimelt, et nii meie galaktika kui ka paljude teiste südames on mingid väga suure massiga kehad, kuid kuna mustad augud ise valgust välja ei kiirga, ei olnud seni võimalik neid kuidagi vaadelda. LIGO näitaski esmakordselt ja ammendavalt, et need on olemas, et nad tiirlevad ümber üksteise ja põrkavad üksteisega kokku, sulandudes veelgi suuremateks mustadeks aukudeks.

Nüüd me teame, kuidas tekivad rasked elemendid

On teada, et kerged elemendid nagu vesinik ja heelium tekkisid Suure Paugu tulemusena ning et neile perioodilisustabelis järgnevad elemendid kuni tsirkooniumini (Zr, aatomnumber 40) tekivad tähtede või supernoovade südamikes. Kuidas tekivad aga raskemad elemendid, ei ole seni olnud kuigi selge. Sellele küsimusele tõigi vastuse viimane gravitatsioonilainete vaatlus. Nimelt oli tolle laine taga mitte mustade aukude, vaid hoopis neutrontähtede põrkumine, mis tõi kaasa ka võimaluse mõõta plahvatuses tekkinud valguse spektrit, milles avaldusidki selliste elementide nagu kulla, plaatina ja plii tekkimise protsessid. LIGO teadlaste hinnangul tekkis üksinda selle ühe plahvatuse käigus ligikaudu 10 Maa massi jagu kulda.

Selgeks on saanud lühikeste gammapursete päritolu

Üks esimestest märkidest, mis kahe neutrontähe kokkupõrkest Maale jõudis, olid suure energiatasemega gammakiired, mis salvestusid NASA Fermi kosmoseteleskoobis vaid loetud sekundid pärast gravitatsioonilainete salvestumist LIGOs.

Sellega sai kinnitust ka aastakümneid tagasi välja käidud hüpotees, mille kohaselt võiksid seda laadi gammapursked pärineda neutrontähtede kokkupõrgetest.

Meie ennustused Universumi iseloomu kohta on õiged

Pea kõik gravitatsioonilainete tuvastamisega kaasnenud avastused on kandnud endas üht head sõnumit. Nimelt, et meie olemasolevad teoreetilised oletused Universumi iseloomu kohta on suures osas õiged. Nii on näiteks kõik seni tuvastatud gravitatsioonilained samasuguse profiiliga nagu näitasid varasemad arvutused. Meil oli arusaam sellest, kuidas toimivad kokkupõrkuvad neutrontähed ja millised elemendid selles protsessis sünnivad. Gravitatsioonilained on andnud aga esmakordse võimaluse neid protsesse otseselt mõõta ja seniste hüpoteesidega võrrelda.

Populaarne

Tagasi üles