Nobelova nagrada za fiziku u 2017. ide, očekivano i predviđeno, za otkriće koje je nedavno prodrmalo svijet – za konstrukciju LIGO interferometra i detekciju gravitacionih talasa. Nagradu dijele Rainer Weiss, Barry C. Barish i Kip S. Thorne.
Nobelova nagrada za fiziku 2017: u prave ruke lovaca na gravitacione talase
Kada je Albert Einstein razradio svoju Opštu/opću teoriju relativnosti, predvidio je i fenomen zvani gravitacioni talasi. To je fenomen u kojem bi međudjelovanja objekata u svemiru stvarala “mreškanja” u onome što je nazvao kontinuum prostor-vrijeme. Naime, prema Einsteinu, gravitacija je posljedica postojanja mase tijela i što je ta masa veća, to se u kontinuumu prostor-vrijeme stvara veće “udubljenje”. Einstein je još 1916. predvidio postojanje gravitacionih talasa, međutim, sve do 2015. godine čovječanstvo nije imalo tako osjetljive mjerne uređaje koji bi mogli detektovati promjene u prostor-vrijeme. Naime, kako gravitacioni talas prolazi kroz svemir, tako uzrokuje za nas nepojmljivo mala skraćivanja i produženja vremena i prostora. Gravitacioni talasi koje mi možemo detektovati na Zemlji nastaju kao posljedica gravitacionog međudjelovanja objekata velikih masa kao što su binarni sistemi neutronskih zvijezda, crnih rupa i bijelih patuljaka.
Tek je 2015. (14. septembar 2015.) američki interferometar LIGO (Laser-Interferometar Gravitational-Wave Observatory) u saradnji sa opservatorijom VIRGO (čiji detektor nije bio uključen u prvu opservaciju) detektovao je promjenu koja je bila posljedica prolaska gravitacionih talasa. 11. februara 2016. godine LIGO/VIRGO kolaboracija objavljuje ovo otkriće i istorija je počela: istorija prema kojoj je Einsteinova teorija ne samo “tek teorija” nego naučna činjenica. Nakon ove detekcije, do današnjeg dana uslijedile su još 3 detekcije, a posljednja je objavljena 27. septembra 2017. U tu posljednu detekciju bila su uključena 2 američka detektora laboratorije LIGO i jedan evropski, laboratorije VIRGO.
Sam laserski interferometar ima oblik slova “L”, sa dvije cijevi dužine 4km, sa detektorom i ogledalima koja reflektuju laserski snop. Ako nema talasa koji bi poremetili laserski snop, snopovi se vraćaju do detektora i međusobno se poništavaju (nema detekcije svjetla). Međutim, kada gravitacioni talas prolazi cijevi detektora, dolazi do sićušnih promjena prostora i vremena: jedna cijev se malo skrati, a druga malo produži, što poremeti laserske snopove i oni više ne poništavaju jedan drugog nego dolazi do pojave svjetlosti. Zapravo, princip detekcije je vrlo jednostavan i elegantan.
1968. Kip Thorne inicira početak teorijskog istraživanja gravitacionih talasa. Thorne je bio ubijeđen da će se u skoro vrijeme ovaj fenomen detektovati. 1994. Barry Barish sa Caltech postaje direktor laboratorije LIGO. Rainer “Rai” Weiss je američki fizičar, emeritus sa MIT, koji je zaslužan za izum laserskih interferometara koji su detektovali gravitacione talase.
Nobelova nagrada će između njih trojice biti podijeljena tako da će Weiss dobiti pola nagrade, a drugu polovinu će podijeliti Barish i Thorne.