Nobelul pentru Fizică ajunge la cercetătorii care au detectat undele gravitaționale

Cercetătorii Rainer Weiss, Barry C. Barish şi Kip S. Thorne au câştigat Premiul Nobel pentru Fizică pe 2017 pentru „contribuţia lor decisivă la realizarea detectorului LIGO şi în observarea undelor gravitaţionale”, a anunţat Comitetul Nobel, reunit marţi, la sediul Institutului Karolinska din Stockholm, citat de News.ro.

Distincţia va fi împărţită între cercetători. Fizicianul german Rainer Weiss va primi jumătate din premiu, în timp ce cealaltă jumătate le revine cercetătorilor americani Barry C. Barish şi Kip S Thorne, conform Comitetului Nobel de la Stockholm.

Pe 14 septembrie 2015, undele gravitaţionale din univers au fost observate pentru prima dată. Undele, care au fost prevăzute de Albert Einstein acum 100 de ani, provin din coliziunea a două găuri negre. A fost nevoie de 1,3 miliarde de ani pentru ca valurile gravitaţionale să fie înregistrate de detectorul LIGO (Observator de Unde Gravitaţionale) din Statele Unite.

Semnalul detectat a fost extrem de slab când a ajuns pe Pământ, însă această observaţie anunţa o revoluţie în astrofizică.

Undele gravitaţionale reprezintă o modalitate complet nouă de a observa cele mai violente evenimente din spaţiu şi de a testa limitele propriei noastre înţelegeri despre lume.

LIGO, Laserul de Observare a Undelor Gravitaţionale, este un proiect de colaborare cu peste o mie de cercetători din mai mult de 20 de ţări.

Rainer Weiss s-a născut în 1932 la Berlin, Germania. Este doctor în ştiinţe al Massachusetts Institute of Technology 1962.

Barry C. Barish s-a născut în 1936 în Omaha, Statele Unite. Este doctor în ştiinţe al University of California, Berkeley, CA, USA 1962.

Kip S. Thorne s-a născut în 1940 în Logan, Statele Unite. Este doctor în ştiinţe al Princeton University, 1965.

Cei trei oameni de știință au fost premiați "pentru contribuțiile lor în dezvoltarea observatorului american LIGO ( (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) și pentru detectarea undelor gravitaționale", se precizează în comunicatul de presă al Comitetului Nobel, citat de Agerpres.

Undele gravitaționale au fost observate pentru prima dată la 14 septembrie 2015. Aceste unde, a căror existență a fost preconizată de Albert Einstein în urmă cu un secol, au fost generate de coliziunea dintre două găuri negre de masă medie. A fost nevoie de 1,3 miliarde de ani pentru ca undele provenite din această coliziune să ajungă la detectorul LIGO din SUA, propagându-se prin spațiu-timp cu viteza luminii.

Semnalul detectat a fost extrem de slab, însă această observație a anunțat zorii unei noi ere a astrofizicii. Undele gravitaționale reprezintă o modalitate complet nouă de a observa și analiza unele dintre cele mai violente evenimente din Univers și de a ne testa propriile limite de înțelegere a lumii înconjurătoare, conform Comitetului Nobel.

Prima detectare a undelor gravitaționale a fost reconfirmată până în prezent de alte trei observații. Ultima dintre ele a avut loc la 14 august 2017 și a fost pentru prima oară când ambele detectoare, LIGO și VIRGO, au observat undele gravitaționale simultan. Undele gravitaționale detectate la 14 august provin tot din ciocnirea și fuziunea a două găuri negre, cu mase de aproximativ 31 de ori și respectiv 25 de ori mai mari decât masa Soarelui. După fuziune, cele două au generat o gaură neagră de aproximativ 53 de mase solare (o parte din masa celor două a fost transformată în energie și s-a propagat prin spațiu sub forma undelor gravitaționale). Cele două găuri negre care s-au ciocnit și gaura neagră rezultată în urma ciocnirii sunt în aceeași categorie de masă cu găurile negre detectate anterior de LIGO.

Proiectul LIGO, care dispune de două observatoare amplasate în Louisiana și Washington, este o colaborare la care participă peste 1.000 de cercetători din 20 de țări. „Laureații Premiului Nobel pentru Fizică din 2017 au asigurat, cu entuziasm și determinare, succesul proiectului LIGO”, conform comunicatului.

„Este minunat”, a fost reacția fizicianului Rainer Weiss, la aflarea veștii că a intrat în rândul laureaților Premiului Nobel, conform agenției DPA. „Sunt bine. Sunt chiar și îmbrăcat”, a adăugat fizicianul stabilit în SUA, într-o convorbire telefonică la câteva minute după ce a aflat că este laureat al premiului Nobel.

La jumătatea anilor '70 Rainer Weiss trecuse deja în revistă posibilele surse de zgomot de fundal care ar fi putut perturba măsurătorile pentru detectarea undelor gravitaționale și concepuse un sistem pentru identificarea acestor unde — un interferometru cu laser — care să nu fie influențat de zgomotul de fundal. Încă de la început, atât Kip Thorne cât și Rainer Weiss au fost pe deplin convinși că este posibilă observarea undelor gravitaționale, iar detectarea acestora promite o revoluție a modului în care înțelegem Universul.

Undele gravitaționale sunt niște vibrații ale conținutului spațiu-timp care se propagă cu viteza luminii prin Univers, conform lui Albert Einstein, care a fost convins că nu va fi niciodată posibilă măsurarea acestor unde.

LIGO și VIRGO caută undele gravitaționale urmărind modul în care acestea afectează textura spațiu-timp: atunci când trece o astfel de undă, ea întinde spațiul într-o direcție și îl strânge în alta, pe direcție perpendiculară. Cele două observatoare folosesc interferometre pentru a detecta aceste mici fluctuații în spațiu-timp. Un astfel de dispozitiv desparte în două o singură rază laser și trimite ambele raze rezultate în direcții diferite, perpendiculare însă una pe cealaltă (formând un "L").

Cele două raze rezultate străbat distanțe egale în cadrul experimentului, se lovesc de niște oglinzi și se întorc spre sursă. Dacă acest sistem experimental nu este perturbat de factori externi (în acest caz de undele gravitaționale), ele sunt perfect aliniate la revenire. Însă intersectarea cu o undă gravitațională poate modifica distanța străbătută de laser, pe fiecare dintre cele două brațe aflate în unghi drept.

La fel ca și lumina, gravitația se propagă prin spațiu sub formă de unde, însă nu este o radiație. În cazul gravitației, spațiul însuși este distorsionat, fiind întins și strâns de undele gravitaționale. Detectarea undelor gravitaționale a necesitat măsurarea razelor laser proiectate pe o distanță de 4 kilometri cu o precizie de ordinul a 1/10.000 din diametrul unui proton.

Descoperirile care confirmă existența undelor gravitaționale deschid o nouă cale de a observa Universul. Spre exemplu, dacă vor fi detectate undele gravitaționale generate de explozia primordială, Big Bang, acestea vor oferi noi informații despre modul de formare a Universului. Astfel de unde, extraordinar de puternice, se formează și atunci când explodează stele în stadiul de supernove sau atunci când pulsează stele neutronice extraordinar de masive. Detectarea acestor unde poate oferi noi informații despre obiectele și evenimentele cosmice care le produc.

Dovezile concrete ale existenței undelor gravitaționale deschid o nouă eră pentru discipline precum fizica sau astronomia. „Ținând cont de faptul că undele gravitaționale nu interacționează direct cu materia (spre deosebire de radiația electromagnetică, spre exemplu), ele se propagă prin Univers nestingherite și pot oferi o imagine de ansamblu asupra întregului cosmos”, conform echipei LIGO. Astfel de unde „ar trebui să transporte informația nealterată cu privire la originea lor, spre deosebire de radiația electromagnetică care este distorsionată de-a lungul distanțelor de milioane de ani lumină pe care le străbate prin spațiu”.

Premiul Nobel pentru Fizică este al doilea anunțat din seria distincțiilor care sunt comunicate în fiecare an. Miercuri, 4 octombrie, va fi anunțat Premiul Nobel pentru Chimie.

Fundația Nobel a anunțat săptămâna trecută că recompensa financiară pe care o vor primi laureații de anul acesta va fi cu un milion de coroane suedeze mai mare față de suma de anul trecut. Astfel, fiecare premiu Nobel din 2017 va fi însoțit de un cec de 9 milioane de coroane suedeze (1,1 milioane de dolari).

Potrivit tradiției, premiile Nobel vor fi înmânate ca în fiecare an în timpul unui banchet oficial ce va avea loc pe 10 decembrie, data la care se comemorează moartea lui Alfred Nobel.

În 2016, cercetătorii David Thouless, Duncan Haldane şi Michael Kosterlitz au câştigat premiul Nobel pentru fizică pentru "descoperirile teoretice în domeniul tranziţiilor de fază şi fazelor topologice ale materiei".

Cei mai populari laureaţi ai premiilor Nobel pentru Fizică sunt: Albert Einstein, în 1921, Niels Bohr, în 1922, Marie Curie, în 1903, J.J. Thomson, în 1906, James Chadwick, în 1935.

Citiți și: 

O româncă din Arad, în echipa fizicienilor recompensați cu Nobel în 2017

Cine sunt laureații de origine română ai PREMIULUI NOBEL?

Premiul Nobel pentru Literatură în 2017, acordat scriitorului Kazuo Ishiguro

Jacques Dubochet, Joachim Frank şi Richard Henderson au câştigat Premiul Nobel pentru Chimie pe 2017

NOBEL 2017. Trei medici americani, recompensați pentru cercetările din domeniul ritmului biologic

NOBEL 2017. Începe „sezonul” celor mai râvnite premii. Cifre și curiozități