Гравитационните вълни са реални и се придвижват из цялата вселена с невероятна скорост – преминават през всички и всичко на Земята.

Учените са наясно с този факт от 1974 година, когато двама астрономи доказаха съществуването им с помощта на обекти в дълбокия космос.

Проблемът е, че досега никой не е засичал неуловимите вълни, чието съществуване бе предсказано от Айнщайн преди 100 години.

“Айнщайн ги е пренебрегнал, защото според него те не могат да бъдат измерени, мнозина днес също се съмняват, че ще успеем да ги засечем”, казва физикът от Колумбийския университет Имре Бартос. Причината според него е факта, че той и колегите му търсят нещо по-малко дори от атома. “Звучи като лудост, но ние не сме луди”, казва той.

Засичането на гравитционни вълни ще бъде сензационно.

Това не само ще потвърди най-смелите прогнози на Айнщайн, ще помогне да разберем как функционира вселената, но и ще даде на учените ново средство за изучаване на космоса – от вътрешността на експлодиращите звезди до повърхността на черните дупки.

Космосът е съставен от невидима тъкан, която се разпъва, свива и огъва в различни измерения, дори във времето – оттук идва и официалното и име – пространство-време.

Всичко, което има маса изкривява тъканта, включително ние самите. Колкото по-масивен е обектът, толкова по-голямо е изкривяването.

Огромните движещи се бързо обекти могат коренно да изкривят пространство-времето, някои от тях с достатъчно енергия, която да предизвика вълни, подобно на моторна лодка в езеро.

До 1974 год. това е било само предположение. Именно тогава Ръсел Хълс и Джоузеф Тейлър попадат на еквивалента на две бързи лодки движещи се една срещу друга в дълбокия космос.

И двата обекта били неутронни звезди – ултра плътни ядра на мъртви звезди, формирани при експлозия, които обаче не били достатъчно големи, за да образуват черни дупки. Една от неутронните звезди се въртяла достатъчно бързо и излъчвала радио импулси като пулсар.

Хълс и Тейлър открили двете неутронни звезди, които с висока скорост обикаляли една около друга.

С изненада установили, че през годините орбитата на пулсара се ускорява и заключили че двете ще се сблъскат една с друга след около 300 милиона години.

“Орбиталната енергия трябва да отива някъде. При изкривяването на пространство-веремето докато двете звезди продължават смъртоносния си танц, се отделя енергия под формата на гравитационни вълни”, казва Бартос.

Хълс и Тейлър доказали тази теория, като демонстрирали, че загубената енергия съвпада идеално с предсказаното от Айнщайн.

Двамата астрономи спечелиха Нобелова награда през 1993 за революционното откритие на странния обект, който сега е наречен Хълс-Тейлър пулсар, и ролята им при доказване съществуването на гравитационните вълни.

И въпреки това двамата не успели да засекат самите вълни.

Бартос е част от екип, наброяващ 1000 учени, който разчита на Обсерваторията за търсене на гравитационни вълни с лазерен интерферометър или LIGO.

Експериментът на стойност 1 милиард долара търси сигнали излъчвани при сблъсъците на неутронни звезди и черни дупки от 2002 година, досега обаче няма ясен знак за наличието на гравитационни вълни.

Мнозина вярват, че LIGO най-накрая ще потвърди засичането на неуловимите вълни днес, 11-ти феврурари, когато има насрочена пресконференция.

За улавянето на слаби, но все пак значими вълни във пространство-времето, LIGO използва два огромни L-образни детектора, оборудвани с лазери и огледала, които трябва да забележат и най-лекото смущение.

Колкото по-близо до Земята е сблъсъкът, толкова по-силен ще е сигналът.

Слухът на LIGO е достатъчно силен, за да засече невероятно малки смущения в космоса – много по-малки от атома. Според някои чувствителността му е уникална и би могла да определи как пръчка с дължина 1,000,000,000,000,000,000,000 метра се е смалила с 5 мм.

Или ако трябва да направим друго сравнение, засичането на гравитационни вълни е като да забележим че галактиката Млечен път, с ширина 100 000 светлинни години се е разширила или свила с размера на гумичка за моливи.

Ето защо не е чудно, че на изследователите им е отнело толкова дълго, за да засекат гравитационни вълни. Дори пътен трафик на километри разстояние може да наруши работата на LIGO, въпреки уникалното оборудване за поглъщане на вибрации, с което разполага инструмента.

Ако в крайна сметка учените са успели да засекат гравитационните вълни, това означава, че вече ще разполагат с изключително мощно средство за изследване на вселената.

Те ще ни дадат възможност да разберем повече за суперновите – огромни, експлодиращи звезди, които отделят в космоса елементи като въглерод, азот, кислород, както и платина и злато, преди да станат видими за телескопите.

“Гравитационните вълни пристигат на земята дълго преди светлината. Когато масивно звездно ядро се разпадне – процес, който бележи началота на формирането на черна дупка, повърхността известно време не знае какво се случва с ядрото”, казва Бартос.

“Всички тези неща се опитват да пробият, включително светлината, но се сблъскват със звездната материя и засядат, докато в един момента цялата звезда не се разпадне. Гравитационните вълни обаче могат да преминат”, добавя още ученият.

Т.е, ако източникът на гравитационни вълни освети детекторите, може да се касае за супернова – а това ще даде достатъчно време на астрономите да насочат телескопи като Хъбъл в правилната посока и да придобият безпрецедентен поглед в процесите, благодарение на които Земята и животът на нея съществуват.

Гравитационните вълни ще ни позволят да научим повече и за случващото се във вътрешността на умираща звезда.

“Не става въпрос само да суперновите. С телескопите само се плъзгаме по повърхността. За да разберем повече за процеса, трябва да вникнем в сърцевината му, където се заражда черната дупка”, казва ученият и добавя, че в момента за тази цел могат да разчитата само на компютърни модели.

Гравитационните вълни биха помогнали на учените да подобрят разбирането си за честотата на различни космически явления.

Смята се, че суперновите в Млечния път, които Обсерваторията може би ще засече се случват 2-пъти на всеки 100 години.

Не е ясно обаче каква е честота на сливане на черни дупки или на неутронни звезди или на някакъв вид комбинация от двете. А тези събития са жизненоважни, тъй като те оформят звездните системи и галактики.

Обсерваторията ще стане 3 пъти по-чувствителна след 3 години, като очакванията са, че ще станем свидетели на десетки събития годишно.

Намеренията са Обсерваторията да се сдобие и с трети инструмент, междувременно обаче от края на 2016 тя може да разчита на помощта на новия европейски детектор VIRGO, а от 2017 и на японския KARGA.