Τι αποκάλυψαν τα βαρυτικά κύματα

Πριν από ενάμιση χρόνο και κάτι, τον Φεβρουάριο του 2016, η επιστημονική κοινότητα είχε πανηγυρίσει μια μεγάλη επιτυχία: την ανίχνευση, για πρώτη φορά, των βαρυτικών κυμάτων –των «ρυτιδώσεων» στον ιστό του χωροχρόνου που είχε προβλέψει 100 χρόνια πριν ο Αλμπερτ Αϊνστάιν στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Το επίτευγμα οδήγησε μάλιστα εφέτος στην απονομή του Βραβείου Νομπέλ Φυσικής στους δύο επιστήμονες που σχεδίασαν τους ανιχνευτές του LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), του παρατηρητηρίου που «συνέλαβε» την παρουσία τους. Την περασμένη Δευτέρα μία ακόμη σημαντική ανακάλυψη με πρωταγωνιστές τα βαρυτικά κύματα ήρθε να προκαλέσει νέους πανηγυρισμούς. Και δικαίως, αφού η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων που ανακοινώθηκε τραβώντας επάνω της όλα τα φώτα της δημοσιότητας αποτελεί έναν «σταθμό» που ανοίγει νέους δρόμους για την αστροφυσική.

Αυτό που κάνει τη διαφορά στα «καινούργια» βαρυτικά κύματα που ανιχνεύθηκαν είναι η πηγή τους. Τόσο στην πρώτη όσο και στις τρεις ακόμη ανιχνεύσεις τους που ακολούθησαν, τα μέχρι πρότινος «ασύλληπτα» κύματα ήταν αποτέλεσμα της σύγκρουσης μαύρων τρυπών δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά στο Διάστημα. Στην πρόσφατη πέμπτη περίπτωση ωστόσο τα κύματα παρήχθησαν από τη συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων –πολύ μικρών σε μέγεθος αλλά πολύ μεγάλης πυκνότητας αστέρων που είναι επίσης γνωστοί ως πάλσαρ και προκύπτουν από την κατάρρευση μεγάλων άστρων. Εδώ λοιπόν δεν υπήρχε κάτι ανάλογο με τον ορίζοντα γεγονότων των μελανών οπών που «καταπίνει» τα δεδομένα που περνούν το κατώφλι του. Επίσης το συμβάν συντελέστηκε πολύ πιο κοντά μας: 130 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, απόσταση δέκα φορές μικρότερη από ό,τι στα προηγούμενα συμβάντα. Ετσι το φαινόμενο ήταν ορατό σε όλο του το μεγαλείο –και στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα –και έδωσε στους επιστήμονες την ευκαιρία να το παρατηρήσουν για πρώτη φορά «ζωντανά», επιβεβαιώνοντας κάποιες θεωρίες τους και προβαίνοντας σε νέες ανακαλύψεις.

Τα βαρυτικά κύματα πρωταγωνίστησαν στους τίτλους γιατί εκείνα ήταν που «ειδοποίησαν» τους ερευνητές για τα τεκταινόμενα. Το περασμένο καλοκαίρι, στις 17 Αυγούστου, οι υπεύθυνοι του LIGO έλαβαν το πιο ισχυρό και μεγαλύτερο σε διάρκεια σήμα βαρυτικών κυμάτων που είχαν λάβει ποτέ. Το αντίστοιχο ευρωπαϊκό όργανο, το VIRGO, δεν είχε την ίδια τύχη καθώς το συμβάν λάμβανε χώρα στο «τυφλό» σημείο του. Αυτό ακριβώς όμως βοήθησε τους επιστήμονες να εντοπίσουν πάρα πολύ γρήγορα το σημείο όπου εκτυλισσόταν το φαινόμενο, στον αστερισμό της Υδρας. Υστερα από λίγες ώρες, 70 τηλεσκόπια και παρατηρητήρια στη Γη και στο Διάστημα είχαν στρέψει το βλέμμα τους προς τα εκεί. «Δεν αποκλείεται αυτό να είναι το πιο «παρατηρημένο» αστρονομικό γεγονός όλων των εποχών» σχολίασε στον Τύπο ο Ντέιβιντ Σουμέικερ, εκπρόσωπος του LIGO. «Περίπου το ένα τέταρτο ως ένα τρίτο των αστρονόμων σε όλον τον κόσμο συνεργάστηκαν μαζί μας». Μέχρι τώρα έχουν δημοσιευθεί περισσότερες από 30 σχετικές μελέτες σε πέντε από τις πλέον έγκριτες επιστημονικές επιθεωρήσεις.

Η «πληθωρικότητα» αυτή είναι δικαιολογημένη, αφού το GRB170817A, όπως ονομάστηκε το συμβάν από την ημερομηνία που συντελέστηκε, έδωσε στους επιστήμονες την ευκαιρία για πολλές «πρωτιές». Εκτός του ότι σηματοδότησε την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από άλλη πηγή πέρα από τις μαύρες τρύπες, προσέφερε επίσης την πρώτη απόδειξη ότι η συγχώνευση αστέρων νετρονίων αποτελεί μια πηγή για τις μυστηριώδεις εκρήξεις ακτινοβολίας γ (Gamma Ray Bursts –GRB). Επιπλέον, αποτελεί την πρώτη μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος –της θεμελιώδους για την αστροφυσική «σταθεράς του Χαμπλ» –με τη βοήθεια των βαρυτικών κυμάτων, προσφέροντας μια ακόμη πιο «γερή» επαλήθευσή της. Τέλος, και εξίσου σημαντικό, το συμβάν έδωσε στους επιστήμονες τη δυνατότητα να δουν για πρώτη φορά πώς σχηματίζονται τα πιο βαριά στοιχεία του περιοδικού πίνακα –αυτά που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο, όπως ο χρυσός, η πλατίνα, το ουράνιο και πολλές σπάνιες γαίες –επιβεβαιώνοντας τις σχετικές θεωρίες που έχουν προταθεί την τελευταία δεκαετία.

Μια ελληνική «πρωτιά» ήταν επίσης η παρουσία στο πάνελ των έξι επιστημόνων που ανακοίνωσαν την ανακάλυψη μιας ελληνίδας αστροφυσικού, της Βίκυς Καλογερά, η οποία είναι καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Northwestern του Ιλινόι και ανήκει στην ομάδα του LIGO.