Nowa era badań fal grawitacyjnych. "Zrobiliśmy krok dalej w głąb kosmosu"

Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
NASA/C. Henze
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziurNASA/C. Henze

Konsorcja Virgo Collaboration i LIGO Scientific Collaboration ogłosiły pierwszą wspólną detekcję fal grawitacyjnych. Zostały one wyemitowane w ostatnich chwilach przed połączeniem dwóch czarnych dziur. Obserwacja pozwala na przybliżone określenie miejsca emisji sygnału, co otwiera nowy rozdział w astrofizyce.

Nie jest to pierwszy raz, kiedy udało się zaobserwować fale grawitacyjne podczas zlewania się dwóch czarnych dziur. Dotychczas dokonano tego trzykrotnie. Czwarta jednak ma ważne astronomiczne konsekwencje. Jest to też pierwszy statystycznie istotny sygnał fali grawitacyjnej zarejestrowany przez detektor Advanced Virgo.

GW170814 (nazwa sygnału fal) oznacza początek nowego, ekscytującego rozdziału w tworzącej się na naszych oczach astronomii fal grawitacyjnych.

Ogłoszenie tego odkrycia zostało przedstawione na konferencji prasowej w trakcie szczytu ministrów nauki krajów G7, który odbywa się w dniach 27-28 września w miejscowości Venaria Reale koło Turynu. W ogłoszeniu odkrycia wziął udział prof. Andrzej Królak (NCBJ i IM PAN) lider zespołu PolGraw.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnejLIGO/VIRGO

Międzynarodowe odkrycie

Jak czytamy w komunikacie prasowym polskiej grupy Virgo-POLGRAW, odkrycie to ujawnia naukowy potencjał sieci złożonej z trzech, a nie dwóch jak do tej pory, detektorów fal grawitacyjnych, wyrażony przez lepszą lokalizację źródła fal grawitacyjnych na niebie i możliwość badania polaryzacji tych fal.

Tej przełomowej obserwacji detektory dokonały 14 sierpnia 2017 roku o godzinie 10:30:43 czasu UTC. Uczestniczyły w niej dwa amerykańskie detektory należące do LIGO (Laserowe Interferometryczne Obserwatorium Fal Grawitacyjnych) położone w Livingstone w stanie Luizjana i w Hanford w stanie Waszyngton oraz detektor Advanced Virgo, znajdujący się w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) w Cascinie w pobliżu Pizy we Włoszech.

Co tak naprawdę udało się zaobserwować?

To fale grawitacyjne wytworzone w procesie zlewania się dwóch czarnych dziur o masach gwiazdowych.

- Jest rzeczą wspaniałą móc zobaczyć pierwszy sygnał fali grawitacyjnej w naszym nowym detektorze Advanced Virgo i to zaledwie dwa tygodnie licząc od momentu, gdy detektor zaczął oficjalnie zbierać dane - mówi Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik konsorcjum Virgo Collaboration.

- To wielka nagroda za całą pracę włożoną w projekt Advanced Virgo, w ramach którego przeprowadzono trwającą sześć ostatnich lat modernizację detektora - dodaje.

Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziur
Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziurNASA's Goddard Space Flight Center/P. Cowperthwaite, Univ. of Maryland

Połączenie czarnych dziur

Fale grawitacyjne są określane jako "zmarszczki" w przestrzeni i czasie. Te, które udało się teraz zarejestrować, zostały wyemitowane w czasie ostatnich chwil przed połączeniem się dwóch czarnych dziur o masach około 31 i 25 mas Słońca i położonych w odległości około 1,8 mld lat świetlnych od nas.

Rotująca czarna dziura, która powstała po tym zdarzeniu, ma masę około 53 mas Słońca, co oznacza, że w czasie zlewania się czarnych dziur około 3 masy Słońca zostały zamienione w energię wypromieniowanych fal grawitacyjnych.

Jak zapowiadają naukowcy, to dopiero początek takich obserwacji. W kolejnej kampanii obserwacyjnej planowanej na jesień 2018 roku spodziewają się jednej lub więcej takich detekcji tygodniowo.

Nowe możliwości

Fakt, że detektor Advanced Virgo jest położony na innym kontynencie niż detektory LIGO sprawia, że możliwe jest testowanie innych przewidywań ogólnej teorii względności niż do tej pory. Na przykład badanie polaryzacji fal grawitacyjnych.

Jak informują naukowcy, wstępna analiza ostatniego sygnału (GW170814) pozwala przetestować dwa skrajne przypadki: z jednej strony hipotezę, że fala posiada jedynie polaryzację dopuszczoną przez ogólną teorię względności, a z drugiej przypuszczenie, że polaryzacja fali jest całkowicie niezgodna z tą teorią. Analiza pokazała, że przewidywania teorii Einsteina są zgodne z obserwacjami.

- Przez wiele lat członkowie konsorcjów Virgo Collaboration i LSC wspólnie analizowali dane, by wydobyć cenne informacje z zarejestrowanego sygnału. Jednoczesne obserwacje prowadzone przez trzy detektory otwierają nowe możliwości, pozwalając na przeprowadzanie dalszych fundamentalnych testów przewidywań teoretycznych - mówi Fréderique Marion, doświadczona badaczka z LAPP w Annecy we Francji.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnej zaobserwowanej jako GW170814 (współprace naukowe LIGO i VIRGO)współprace naukowe LIGO i VIRGO

Wizjonerski cel

Detektor Advanced Virgo został uruchomiony w lutym 2017 r. Giovanni Losurdo z INFN, który miał wielki wkład w doprowadzeniu projektu Advanced Virgo do końca, mówi:

- Ta detekcja jest kamieniem milowym dla wszystkich ludzi, którzy poświęcili swój czas na rozpoczęcie, urzeczywistnienie i działanie Virgo i Advanced Virgo, przede wszystkim dla Alaina Brilleta i Adalberto Giazotto. Całe przedsięwzięcie opierało się od samego początku na wizjonerskim celu: utworzenia sieci detektorów zdolnej do lokalizacji źródła na niebie i rozpoczęcia badania Wszechświata w wieloaspektowy sposób. I wreszcie, po dziesięcioleciach, udało się to zrealizować.

Współpraca pomiędzy projektami LIGO i Virgo dojrzewała w ciągu ostatniej dekady. David Reitze z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech), dyrektor Laboratorium LIGO, dodaje:

- Dokonując tej pierwszej wspólnej rejestracji przez detektory LIGO i Virgo zrobiliśmy jeden krok dalej w głąb kosmosu fal grawitacyjnych. Projekt Virgo dostarcza nowych możliwości wykrywania i lepszego lokalizowania źródeł fal grawitacyjnych, które niewątpliwie doprowadzą do ekscytujących i nieoczekiwanych wyników w przyszłości.

To nie koniec

Koordynacja i planowanie obserwacji prowadzonych przez wszystkie trzy detektory są konieczne do osiągnięcia maksymalnej ilości wyników naukowych. W szczególności znaczna poprawa dokładności lokalizacji źródeł fal grawitacyjnych jest wielką nadzieją na przyszłość astronomii wieloaspektowej (multi-messenger astronomy). Jak zapowiadają naukowcy, kolejne wyniki wykorzystujące dane zebrane przez trzy detektory zostaną ogłoszone wkrótce. Ich analiza jest obecnie w ostatniej fazie.

Laboratorium międzynarodowego eksperymentu Virgo znajduje się w okolicach Pizy we Włoszech. W tunelach dwóch prostopadłych ramion o długości ok. 3 km porusza się światło laserowe wielokrotnie odbijając się na ich końcach. Naukowcy będą starali się zarejestrować nawet najmniejsze względne zmiany długości dróg, które przebywa światło w każdym z tuneli. Obserwacja jest możliwa dzięki zjawisku interferencji przy nałożeniu dwóch promieni światła. Obserwacje zaburzeń obrazu interferencyjnego pozwalają wykryć fale grawitacyjne docierające do Ziemi, gdyż fala grawitacyjna inaczej modyfikuje długość każdego z ramion.

Masy czarnych dziurLIGO/VIRGO

Polski wkład

Projekt Virgo to ponad 280 fizyków i inżynierów należących do 20 różnych europejskich grup badawczych. LIGO jest finansowane przez National Science Foundation (NSF) i zarządzane przez Caltech iMIT, które opracowały i zrealizowały projekt.

Polska grupa POLGRAW jest częścią konsorcjum Virgo Collaboration. W jej skład wchodzą naukowcy z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

- Naszymi zadaniami w ramach prac prowadzonych przez konsorcja Virgo Collaboration i LSC są: analiza danych uzyskanych z detektorów LIGO i Virgo, prowadzenie badań astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Advanced Virgo - mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.

Karol Wójcicki wyjaśnia, jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię:

Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię
Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemiętvn24

Autor: //aw / Źródło: projekt Virgo-POLGRAW, NVBJ

Źródło zdjęcia głównego: NASA

Pozostałe wiadomości

Ostrzeżenia IMGW w części kraju. Synoptycy ostrzegają przed burzami. Zjawiskom mogą towarzyszyć dość intensywne opady deszczu oraz porywisty wiatr. Jak wynika z prognozy zagrożeń, niebezpieczna pogoda spodziewana jest także w kolejnych dniach, już w znacznej większości kraju.

Uwaga, IMGW ostrzega przed burzami. Gdzie zrobi się groźnie

Uwaga, IMGW ostrzega przed burzami. Gdzie zrobi się groźnie

Źródło:
IMGW

Pogoda na majówkę. Długi weekend na razie cieszy słoneczną i bardzo ciepłą, a nawet gorącą aurą. Niestety w piątek w pogodzie zaczną się zmiany. Będzie coraz częściej padać i pojawią się burze. Ponadto na początku następnego tygodnia się ochłodzi. Sprawdź najnowszą prognozę pogody.

Pogoda na majówkę 2024. Nadchodzi zmiana pogody. Miejscami zrobi się niebezpiecznie

Pogoda na majówkę 2024. Nadchodzi zmiana pogody. Miejscami zrobi się niebezpiecznie

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Pogoda na dziś. Piątek 03.05 przyniesie zmiany. W niektórych regionach kraju mocno się zachmurzy, spadnie deszcz i zagrzmi. Nadal będzie bardzo ciepło. Temperatura w centrum Polski dojdzie nawet do 26 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - piątek 03.05. Deszcz i burze w części kraju

Pogoda na dziś - piątek 03.05. Deszcz i burze w części kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

W Bieszczadach, między szczytami Obnoga a Krzemień, w czwartek wybuchł pożar. Z ogniem walczyło prawie 100 osób, zarówno z ziemi, jak i z powietrza. W akcji brał udział śmigłowiec Straży Granicznej.

W Bieszczadach płonęły połoniny. Śmigłowiec i prawie 100 osób w akcji

W Bieszczadach płonęły połoniny. Śmigłowiec i prawie 100 osób w akcji

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl, PAP

Jeszcze tylko w piątek narciarze będą mogli jeździć za szczytu Kasprowego Wierchu do Kotła Gąsienicowego w Tatarach - informują Polskie Koleje Linowe. Wyciąg miał być czynny do niedzieli, ale z powodu pogody śniegu nie uda się utrzymać na trasie.

Ostatnia szansa na narty na Kasprowym Wierchu

Ostatnia szansa na narty na Kasprowym Wierchu

Źródło:
PAP

Lawina błotna zeszła na dom w miejscowości Courmelles na północy Francji. Zginęła 57-letnia kobieta, a jej mąż został ranny.

Ziemia osunęła się na dom, nie żyje kobieta

Ziemia osunęła się na dom, nie żyje kobieta

Źródło:
ENEX

W lagunie w rejonie gmin Obidos i Caldas da Rainha na zachodzie Portugalii zauważono co najmniej dwa rekiny. Władze ostrzegły przed korzystaniem z lokalnych kąpielisk.

Alarm w Portugalii. Rekiny wpłynęły do laguny

Alarm w Portugalii. Rekiny wpłynęły do laguny

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Obfite opady deszczu i powodzie nawiedziły stan Rio Grande do Sul w Brazylii. Spowodowały, że poziom wody w rzekach gwałtownie wzrósł. To, jak niebezpieczna jest aura, widać na nagraniu z miasta Santa Tereza.

Burmistrzyni wygłaszała apel, nagle za jej plecami woda porwała most. Nagranie

Burmistrzyni wygłaszała apel, nagle za jej plecami woda porwała most. Nagranie

Źródło:
ENEX, soumaisnoticias.com, lorena.r7.com

Ulewne opady deszczu zalały stolicę Turcji Ankarę. W mieście pod wodą znalazły się drogi - przekazał w czwartek turecki portal Daily Sabah.

Deszcz podtopił stolicę Turcji

Deszcz podtopił stolicę Turcji

Źródło:
PAP, dailysabah.com/

Ciepła, słoneczna aura sprawia, że więcej czasu wolnego spędzamy w parkach, lasach i na łąkach. W miejscach tych roi się od kleszczy, które są groźne zarówno dla ludzi, jak i zwierząt. Właściciele czworonogów powinni pamiętać o tym, że kleszcze występują właściwie wszędzie i są groźne przez cały rok.

Mogą czyhać na każdym trawniku. Uważajcie na swoje psy i koty

Mogą czyhać na każdym trawniku. Uważajcie na swoje psy i koty

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Bilans ofiar śmiertelnych zawalenia się fragmentu autostrady w prowincji Guangdong na południu Chin wzrósł do 48 - przekazały w czwartek chińskie media, powołując się na komunikat lokalnych władz.

Samochody spadały ze zbocza. Wzrósł bilans ofiar zawalenia się autostrady

Samochody spadały ze zbocza. Wzrósł bilans ofiar zawalenia się autostrady

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, China Daily, BBC, AP, BBC

Sezon pożarowy w Grecji rozpoczął się najwcześniej w historii. Jest to spowodowane wysoką temperaturą powietrza i skąpymi opadami. W tym roku władze planują podwoić do około 1300 liczbę strażaków w wyspecjalizowanych jednostkach gaszących pożary.

Grecy szykują się na bardzo trudne lato

Grecy szykują się na bardzo trudne lato

Źródło:
Reuters, PAP

Nieco ponad dwa tygodnie po gwałtownej burzy, która nawiedziła Zjednoczone Emiraty Arabskie, w kraju znowu mocno pada deszcz. Na lotnisku w Dubaju występują utrudnienia.

W Dubaju znowu mocno pada. Apel do podróżujących na lotnisko

W Dubaju znowu mocno pada. Apel do podróżujących na lotnisko

Źródło:
Reuters

Tornado przeszło we wtorek nad stanem Kansas. Żywioł przyczynił się do śmierci co najmniej jednej osoby i zniszczył co najmniej 22 domy. To kolejna trąba powietrzna, jaka nawiedziła centralne Stany Zjednoczone w ciągu ostatnich dni.

Tornado "porwało północną połowę miasta"

Tornado "porwało północną połowę miasta"

Źródło:
CNN, 13 WIBW

Zbliża się szczyt eta Akwarydów, roju meteorów związanych z kometą Halleya. Chociaż te spadające gwiazdy najłatwiej zaobserwować na półkuli południowej, w tym roku warto zerknąć w niebo także w Polsce - astronomowie przewidują, że tegoroczny deszcz może być najsilniejszy od początku wieku.

Już w weekend wyjątkowa noc spadających gwiazd

Już w weekend wyjątkowa noc spadających gwiazd

Źródło:
The Conversation, earthsky.org, PAP, tvnmeteo.pl

Ile godzin trwał najdłuższy w historii maraton grillowania? Ile ważyła największa porcja przygotowanego naraz mięsa wołowego, a ile mierzyła najdłuższa wegetariańska kiełbaska świata? Odpowiedzi na te i wiele innych pytań dotyczących grilla znajdziecie w poniższym artykule.

10 grillowych rekordów z całego świata

10 grillowych rekordów z całego świata

Źródło:
Guinness World Records

Turysta kopnął bizona w Parku Narodowym Yellowstone. Władze parku przekazały, że mężczyzna zaczął zaczepiać stado zwierząt, będąc pod wpływem alkoholu. Jak się okazało, w spotkaniu z bizonem turysta odniósł lekkie obrażenia.

Turysta kopnął bizona. Zwierzę nie pozostało dłużne

Turysta kopnął bizona. Zwierzę nie pozostało dłużne

Źródło:
CNN, National Park Service

Trwa ewakuacja setek mieszkańców indonezyjskiej wyspy Tagulandang po tym, jak we wtorek doszło do kolejnego wybuchu wulkanu Ruang. Władze obawiają się, że materiał wulkaniczny wpadający do oceanu może wywołać tsunami. Erupcja ma wpływ na ruch lotniczy w regionie.

Muszą uciekać z wyspy po wybuchu wulkanu. Z obawy przed tsunami

Muszą uciekać z wyspy po wybuchu wulkanu. Z obawy przed tsunami

Źródło:
Reuters

Majówka wielu z nas kojarzy się z grillowaniem na łonie natury z rodziną i bliskimi. Jak przestrzega jednak doktor Aleksandra Szymańska, specjalistka chorób wewnętrznych ze Szpitala Miejskiego nr 4 w Gliwicach, grillowanie tłustych mięs i kiełbas nie jest zdrową formą przygotowywania jedzenia. Są pewne grupy osób, które powinny takich potraw unikać.

Kto powinien unikać potraw z grilla?

Kto powinien unikać potraw z grilla?

Źródło:
PAP

W Afganistanie w prowincji Wardak w ostatnich dniach spadł śnieg. Opady nawiedziły ten region w porze kwitnienia drzew owocowych, przynosząc ogromne straty blisko dwóm tysiącom rodzin.

"Nigdy nie widzieliśmy takich opadów śniegu o tej porze roku"

"Nigdy nie widzieliśmy takich opadów śniegu o tej porze roku"

Źródło:
Reuters

Pogoda w górach zawsze wymaga szczególnej ostrożności. Dobitnie pokazuje to nagranie schodzącej lawiny w rejonie Czarnego Stawu, przed którą uciekał turysta. W Tatrach wciąż obowiązuje drugi stopień zagrożenia lawinowego.

Lawina goniła turystę pod Rysami. Nagranie

Lawina goniła turystę pod Rysami. Nagranie

Źródło:
tvnmeteo.pl

W środę, 1 maja, rozpoczyna się długi weekend majowy. Warto w wolne dni pamiętać o kilku zagrożeniach, które na nas czyhają na łonie natury. W lasach i parkach roi się od kleszczy, które mogą przenosić miedzy innymi groźną dla człowieka boreliozę. W bieszczadzkich lasach można natknąć się zaś na niedźwiedzie, a w Tatrach - na żmije.

Spędzasz majówkę na łonie natury? Sprawdź, na co należy uważać

Spędzasz majówkę na łonie natury? Sprawdź, na co należy uważać

Źródło:
tvnmeteo.pl, GIS

Obserwacje naukowe prowadzone przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zostały wstrzymane. Jak podała NASA, powodem jest usterka żyroskopu.

Teleskop Hubble’a ma problem. Wstrzymano obserwacje

Teleskop Hubble’a ma problem. Wstrzymano obserwacje

Źródło:
NASA, PAP

Trzech tajkonautów wróciło we wtorek na Ziemię. Tym samym zakończyła się ich sześciomiesięczna misja na chińskiej stacji kosmicznej Tiangong. - Jestem dumny z mojej ojczyzny - powiedział Tang Hongbo, jeden z tajkonautów.

Półroczna misja dobiegła końca. Tajkonauci wrócili na Ziemię

Półroczna misja dobiegła końca. Tajkonauci wrócili na Ziemię

Źródło:
Reuters, PAP, AP

Bilans ofiar śmiertelnych powodzi i lawin błotnych, które nawiedziły w poniedziałek miasto Mai Mahiu w środkowej Kenii, wzrósł do 48. Trwają poszukiwania kilkudziesięciu zaginionych.

Powodzie w Kenii. "To jakiś zły sen, najczarniejszy moment"

Powodzie w Kenii. "To jakiś zły sen, najczarniejszy moment"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Mgławica Koński Łeb została zaobserwowana okiem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Po raz pierwszy udało się uchwycić fragment mgławicy w tak wysokiej rozdzielczości. Jak tłumaczą badacze, jest to idealny obiekt do badań ewolucji międzygwiezdnej materii.

Naukowcy zobaczyli kultowy kosmiczny krajobraz z bliska

Naukowcy zobaczyli kultowy kosmiczny krajobraz z bliska

Źródło:
PAP, ESA, NASA JPL

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska (GIOŚ) podsumował jakość powietrza w Polsce za rok 2023. Z raportu wynika między innymi, że stężenie pyłu zawieszonego PM10 zmniejszyło się w ubiegłym roku o około 13 procent w porównaniu do roku 2022. Sprawdź, co jeszcze pokazuje analiza ekspertów.

Jakim powietrzem oddychaliśmy? GIOŚ podsumował 2023 rok

Jakim powietrzem oddychaliśmy? GIOŚ podsumował 2023 rok

Źródło:
PAP

Cztery zebry uciekły z przyczepy i zakłóciły ruch na drodze stanowej numer 90 w mieście North Bend w stanie Waszyngton. Część została złapana na jednej z posesji.

"Miałam tu mnóstwo niedźwiedzi, ale jak dotąd żadnych zeber"

"Miałam tu mnóstwo niedźwiedzi, ale jak dotąd żadnych zeber"

Źródło:
ENEX, independent.co.uk, fox13seattle.com

Zwierzęta morskie zamieszkujące wybrzeża stanu Sao Paulo są zatrute kokainą. Brazylijscy naukowcy przekazali, że narkotyk może zaburzać prawidłowy rozwój oraz rozmnażanie małży i węgorzy. Walka z tym zanieczyszczeniem jest bardzo trudna z uwagi na nielegalny charakter jego dystrybucji.

Owoce morza z tej części Brazylii "są zatrute kokainą"

Owoce morza z tej części Brazylii "są zatrute kokainą"

Źródło:
FAPESP