Научници су скоро 100 година трагали за директним доказима постојања гравитационих таласа слабашних таласа у ткиву свемирског времена предвиђених Алберт Еинстеинс-овом теоријом опште релативности. Данас је лов на гравитационе таласе постао светски напор који укључује стотине научника. Бројни велики приземни објекти развијени су у Европи, Сједињеним Државама и Јапану, али најсофистициранија претрага свих ускоро ће се обавити у свемиру.
Говорећи у уторак 5. априла на Националном састанку астрономије РАС-а у Бирмингхаму, професор Мике Цруисе описат ће заједнички пројекат ЕСА-НАСА под називом ЛИСА (Ласер Интерферометриц Спаце Антенна). Планирана за лансирање 2012. године, ЛИСА ће се састојати од три свемирске летелице која лете у формацији око Сунца, што ће је учинити највећим научним инструментом икад постављеним у орбиту.
Очекује се да ће ЛИСА пружити најбоље шансе за успех у потрази за узбудљивим гравитационим таласом ниске фреквенције, рекао је професор Цруисе. Међутим, мисија је један од најсложенијих, технолошких изазова икада предузетих. Према Еинстеиновој теорији, гравитациони таласи су изазвани кретањем великих маса (нпр. Неутронских звезда или црних рупа) у Универзуму. Гравитациони утицај између удаљених објеката мења се како се масе крећу, на исти начин на који покретни електрични набоји стварају електромагнетне таласе које радио апарати и телевизори могу открити.
У случају веома лагане атомске честице, попут електрона, кретање може бити врло брзо, тако да ствара таласе у широком распону фреквенција, укључујући ефекте које називамо светлошћу и Кс-зрацима. Пошто су објекти који стварају гравитационе таласе много већи и масивнији од електрона, научници очекују да детектују таласе много ниже фреквенције са периодима у распону од фракције од секунде до неколико сати.
Таласи су заиста веома слаби. Они откривају себе као наизменично истезање и скраћивање растојања између испитних маса које су суспендоване на начин који им омогућава кретање. Ако су две такве испитне масе биле метар раздвојене, тада би гравитациони таласи снаге која се тренутно тражи изменили њихово раздвајање за само 10е-22 од метра, или за једну десетину хиљаду милиона милиона милиона милиона.
Ова промена одвајања је толико мала да спречавање гравитационог ефекта локалних објеката и поремећаја сеизмичке буке или дрхтавања саме Земље представља да прави проблем који ограничава осетљивост детектора. Будући да свака дужина метра у размаку између испитних маса одвојено расте маленим промјенама које се траже, повећавање дужине одвајања између маса доводи до веће укупне промјене која се може открити. Као посљедица тога, детектори гравитационог таласа су направљени што је могуће већи.
Тренутни приземни детектори покривају удаљености од неколико километара и требало би да буду у стању да мере милисекунде брзих ротационих објеката, попут неутронских звезда преосталих од звезданих експлозија или судара између објеката у нашем локалном галактичком суседству. Међутим, постоји велико интересовање за изградњу детектора који би тражили сударе између масивних црних рупа које се догађају током спајања потпуних галаксија. Ови насилни догађаји стварали би сигнале са веома ниским фреквенцијама - прениским да би се могли посматрати изнад насумичних сеизмичких бука Земље.
Одговор је ићи у свемир, далеко од таквих сметњи. У случају ЛИСА, три свемирске летелице ће летети у формацији, удаљеној 5 милиона километара. Ласерске зраке које путују између њих измерити ће промене раздвајања изазване гравитационим таласима са прецизношћу од око 10 пикометара (сто хиљаду од милионте метра). Пошто ће испитне масе на сваком свемирском броду морати да буду заштићене од различитих поремећаја које у простору наносе наелектрисане честице, оне морају бити смештене у вакуумској комори у свемирском броду. Потребна прецизност је хиљаду пута захтјевнија него што је икада постигнуто у свемиру прије, па ЕСА припрема тестни лет ласерског мјерног система у мисији која се зове ЛИСА Патхфиндер, а требала би бити лансирана 2008. године.
Научници са Универзитета у Бирмингхаму, Универзитета у Гласгову и Империал Цоллеге Лондон тренутно припремају инструмент за ЛИСА Патхфиндер у сарадњи са ЕСА-ом и колегама у Немачкој, Италији, Холандији, Француској, Шпанији и Швајцарској. Када ЛИСА делује у орбити, очекујемо да ћемо посматрати Универзум кроз нови прозор који нуде гравитациони таласи, рекао је Цруисе. Поред неутронских звезда и масивних црних рупа, можда ћемо моћи да откријемо одјеке Великог праска из гравитационих таласа који су испуштали ситне делове секунде након догађаја који је покренуо наш Универзум у тренутној еволуцији.
Изворни извор: РАС Невс Релеасе
