Wetenschappers zijn dicht bij het oplossen van het mysterie van zwaartekrachtsgolven

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 04:06

In de moderne natuurkunde is zwaartekracht een van de belangrijkste mysteries. We hebben amper geleerd hoe we de manifestaties ervan in de vorm van zwaartekracht kunnen meten. Maar wat is zwaartekracht, waar komt het vandaan, hoe wordt het overgedragen - de moderne wetenschap kan daar nog geen eenduidig antwoord op geven.

Feit is dat zwaartekracht een van de vier fundamentele interacties is - vormen van energieoverdracht - en tegelijkertijd de zwakste van allemaal. Maar het grootste probleem ligt ergens anders.

Van de drie best bestudeerde interacties is bekend dat ze door deeltjes worden getransporteerd. En als voor andere soorten interacties deze deeltjes bekend zijn, en hun bestaan experimenteel wordt bevestigd (direct of indirect, zij het met grote aannames), dan is voor zwaartekracht alles veel gecompliceerder.

Op dit moment is het niet mogelijk geweest om het feit zelf te bevestigen van de aanwezigheid van niet alleen het zogenaamde graviton (een theoretisch deeltje dat in sommige concepten van de natuurkunde verantwoordelijk is voor de overdracht van zwaartekracht en het creëren van zwaartekrachtvelden), maar ook dergelijke sporen van zwaartekracht die het mogelijk zouden maken om de aard van de transmissie (of, laten we zeggen, transport in ruimte-tijd) te bepalen.

Volgens dezelfde theorie, die uitgaat van de aanwezigheid van gravitonen, blijkt dat zwaartekracht moet worden overgedragen in de vorm van gerichte gekwantiseerde (dat wil zeggen, bestaande uit deeltjes of "achtige deeltjes" - energiepakketten met een bepaalde waarde) golven - zwaartekracht straling. Het zou zich moeten manifesteren in de vorm van kolossale golven die afkomstig zijn van grote ruimtevoorwerpen en gebeurtenissen - zwarte gaten en clusters van sterrenstelsels, bij de geboorte van supernova's. Ze zijn echter nog niet gevonden.

En op 11 januari 2016 schreef kosmoloog Lawrence Krauss van de Universiteit van Arizona op zijn Twitter: “Mijn vermoedens over de ontdekking van LIGO werden bevestigd door onafhankelijke bronnen. Blijf in contact! Zwaartekrachtgolven kunnen worden gedetecteerd!"

Het LIGO Gravitational Wave Observatory is een van de belangrijkste locaties voor het bestuderen van de zwaartekracht en het zoeken naar zwaartekrachtgolven. LIGO-stations gebruiken geavanceerde laser-interferometers om zwaartekrachtsgolven te detecteren. Hoewel Krauss in september 2015 hintte dat er tekenen van ongrijpbare zwaartekrachtsgolven werden gedetecteerd op de LIGO-detector, was er geen officiële bevestiging hiervan. Kort daarvoor werd het complex gemoderniseerd en werd daar het Advanced LIGO-experiment gelanceerd, dat kan leiden tot de detectie van zwaartekrachtsgolven.

Ondertussen waren er geen officiële verklaringen van de observatoria (ze worden in ieder geval in februari verwacht), dus experts zijn van mening dat het te vroeg is om zich te verheugen en geruchten te verspreiden over een ongewoon belangrijke ontdekking. Bovendien bleken de eerdere conclusies in het kader van het BICEP2-experiment onjuist: het signaal werd eigenlijk niet veroorzaakt door zwaartekrachtsgolven, maar door stof.

Waarom is het nodig en waarom is het zo belangrijk? Elke theorie is het begin van de praktijk. Zonder kwantumfysica zouden er geen GPS, satellietcommunicatie, moderne transistors en kwantumcomputers (en ook optische communicatielijnen) zijn. Een werkende, complete theorie die de zwaartekracht beschrijft, zou een meer gedetailleerde studie van het heelal, zijn wetten, de bewegingen van objecten, zwarte gaten, donkere energie en donkere materie mogelijk maken. En het is heel goed mogelijk om fundamenteel nieuwe soorten beweging in de ruimte (of zelfs in de tijd) te creëren. Tot die tijd zijn er geen kwantumsprongen, noch wormgaten, noch superluminale snelheden voor ons beschikbaar.