A gravitációs hullámok kutatásáért hárman kapják a fizikai Nobel-díjat

Rainer Weiss, valamint Kip Thorne és Barry Barish a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) létrehozásában és a gravitációs hullámok megfigyelésében végzett munkájával érdemelte ki az elismerést.    

Évtizedekig tartó kutatás után tudósok egy nemzetközi csoportja 2015. szeptember 14-én két fekete lyuk ütközése révén végre közvetlen bizonyítékot talált az Albert Einstein által egy évszázada megjósolt gravitációs hullámok létezésére, vagyis a téridő görbületének hullámszerűen terjedő megváltozására. A gravitációs hullámok egy 1,3 milliárd fényévnyire lévő galaxisból érkeztek a Földre, ahol az Egyesült Államokban működő LIGO észlelte őket.  

A jelek igen gyengék voltak, mire elérték a bolygót, de már ez is forradalmat ígért az asztrofizikában - olvasható az indoklásban. A gravitációs hullámok révén a világűrben zajló jelentős események megfigyelésének teljesen új útja nyílik meg, ami jelenlegi tudás határait feszegeti - fűzték hozzá.

Eddig többek között elektromágneses sugárzásra és a részecskékre, például a kozmikus sugárzásra vagy a neutrínókra támaszkodva kutatták a világegyetemet. A gravitációs hullámok viszont közvetlen nyomai a téridő változásainak. Ez teljesen új irányt szab a kutatásoknak és ismeretlen területekre nyit ajtót. Felfedezések garmadája vár azokra, akiknek sikerül észlelni a hullámokat és megfejteni az általuk hordozott üzenetet - írta az akadémia.

A LIGO együttműködésben több mint húsz ország ezernél is több kutatója vesz részt, munkájuk csaknem ötven éves elképzelést váltott valóra az obszervatórium megépítésével és a gravitációs hullámok közvetlen észlelésével.   

A három kitüntetett munkája felbecsülhetetlen volt a LIGO sikerében az indoklás szerint. Rainer Weiss, Kip Thorne és Barry Barish vezető szerepet játszott az obszervatórium létrejöttében, ezáltal abban, hogy négy évtizednyi erőfeszítés után két éve sikerült végre közvetlenül észlelni a gravitációs hullámokat.

A kitüntetettek:

Az 1932-ben Németországban született Rainer Weiss a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) professzora. Családja a náci uralom elől menekült az Egyesült Államokba 1938-ban. Az MIT-n végezte tanulmányait, majd tanított a Tufts Egyetemen, a Princeton Egyetemen és 1964-ben tért vissza az alma materébe. Két alapvető fizikai kutatási területe, a kozmikus háttérsugárzás és az interferométeres gravitációshullám-megfigyelés. Weiss úttörőmunkássága a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás mérésében közismert a tudományos közösségben, ő volt a társalkotója és tudományos tanácsadója az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA COBE csillagászati műholdjának, amelynek feladata a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás vizsgálata volt. Weiss volt az egyik megalkotója a lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatóriumnak, és a LIGO-projekt társalapítója, szellemi vezetője. Számtalan tudományos díj köztük az Einstein-díj, a Gruber-díj, a Shaw-díj, a Kavli-díj, és idén az Asztúria Hercegnője Díj kitüntetettje.   

A 71 éves Barry Barish 1957-ben diplomázott a Kaliforniai Egyetem fizika szakán. 1963 óta kutat a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech). Az 1990-es évek óta elsődleges kutatási területe a LIGO. 1997-ben hozta létre a LIGO nemzetközi együttműködést, amelyben ma már a világ több mint ezer tudósa dolgozik.   

Az 1940-ben született Kip Thorpe a Caltechen szerezte diplomáját, majd a Princeton Egyetemen PhD fokozatát. A Caltechen fő kutatási területe a gravitációs fizika és az asztrofizika, a feketelyukak és a gravitációs hullámok. Az 1970-es és 80-as években fejlesztette ki a gravitációs hullámok elemzésének matematikai formáit. Társalapítója a LIGO-projektnek.

A kitüntetettek 9 millió svéd koronával (csaknem egymilió eurós összeggel) gazdagodnak. Ennek felét Rainer Weiss kapja, a másik felén Kip Thorne és Barry Barish osztozik. 

A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.

Frei Zsolt: új utakat nyitott az asztrofizikában a LIGO sikere

Teljesen új utakat és lehetőségeket nyitott az asztrofizikában a gravitációs hullámok létére közvetlen bizonyítékkal szolgáló lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium (LIGO), méltán kaptak elismerést a szerkezet elméleti alapjait kidolgozó tudósok - mondta az MTI-nek Frei Zsolt Széchenyi-díjas asztrofizikus.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Fizikai Intézetének igazgatója hozzátette: a 2016-ban bejelentett világraszóló észlelés után várható döntés volt, hogy LIGO alapjait kidolgozó tudósok Nobel-díjat fognak kapni munkájukért.  

Albert Einstein 1916-ban jósolta meg a gravitációs hullámok létét, azonban úgy vélte, a gravitációs annyira gyenge az elektromágneses kölcsönhatáshoz képest, hogy az emberiség sosem lesz képes a kimutatására. Ez ugyanis egy tíz a mínusz huszonegyediken nagyságrendű effektus, vagyis egy méteres rúd hossza a gravitációs hullámok hatására csupán egy proton átmérőjének egy milliomod részével változik meg - magyarázta a kutató.   

Mint érzékeltette, a gravitációs hullámok kimutatásához a Nap és a hozzá legközelebbi, négy fényévre található csillag közötti távolságot egy emberi hajszál átmérőjének pontosságával kell tudni megmérni. Ez borzasztóan nehéz feladat, de a LIGO most pontosan erre képes.   

Az 1960-as-1970-es évekig nem volt elég fejlett a technológia ahhoz, hogy bárki próbálkozni merjen ilyen méréssel. Elsőként Joseph Weber próbálta tömegrezonátorokkal igazolni a gravitációs hullámok létét. Néhány köbméteres alumíniumhengert függesztett fel és úgy vélte, ki lehet majd mutatni, ha a gravitációs hullámok megrezegtetik a szerkezetet. A tömegrezonátorok érzékenysége sajnos kevés volt és nem sikerült tovább tökéletesíteni a találmányt - mondta Frei Zsolt, aki az ELTÉ-n működő kutatócsoportjával maga is részt vesz a LIGO nemzetközi együttműködésben.   

Ezt követően állt elő Kip Thorne, Rainer Weiss és az idén elhunyt Ronald Drever azzal az ötlettel, hogy lézeres interferométerrel keressék tovább a gravitációs hullámokat - fűzte hozzá. Az egymilliárd dollárból fejlesztett LIGO két egyforma, négy kilométer hosszú lézerdetektorból áll, amelyek egyike a Louisiana állambeli Livingstonban, a másik a Washington állambeli Hanfordban van.