Eksistensen av gravitasjonsbølger hadde blitt spådd av Albert Einstein nøyaktig 100 år siden i sin artikkel om den Generelle Relativitetsteorien. (Kilde: Illustrasjon: Subrata Dhar)
På torsdag, internasjonale forskere er planlagt å gjøre en kunngjøring som allerede blir omtalt som avsløringen av en av de viktigste vitenskapelige funn for all tid. Midt forventninger over hele verden at kunngjøringen vil være om oppdagelsen av gravitasjonsbølger Einstein snakket om, AMITABH SINHA forklarer hva det ville bety for vitenskap og den vanlige mann.
Hva er forskerne kommer til å annonsere?
Som nå, alle som er kjent er at i National Press Club i Washington, kl 10:30 am lokal tid (8:30 pm IST) torsdag, forskere av Caltech, MIT og LIGO (Laser Interferometer Gravitasjons-wave Observatory) internasjonalt prosjekt vil presentere “en statusrapport om arbeidet med å oppdage gravitasjonsbølger — eller krusninger i oppbyggingen av rom-tid — ved hjelp av LIGO”. Men internett er allerede abuzz med skravling at LIGO prosjektet har lyktes i sitt primære mål å oppdage gravitasjonsbølger. Gravitasjonsbølger har aldri blitt oppdaget før, men indirekte bevis av disse bølgene har blitt funnet, og det resulterte i en Nobels Fredspris i 1993. Deres eksistens hadde blitt spådd av Albert Einstein nøyaktig 100 år siden i sin artikkel om den Generelle Relativitetsteorien. India er en viktig partner i LIGO prosjektet, og lanseringen vil være samtidig gjort på Inter-University Centre for Astronomi og Astrofysikk (IUCAA) i Pune.
Hva er gravitasjonsbølger?
Det er et konsept som ville utfordre en av grunnlaget for Newtonsk fysikk. Isaac Newton hadde postulert at den kraft som gjør et eple faller til jorden er også den som holder månen i sin bane rundt jorden. I hovedsak, hver himmellegeme utøver en tiltrekkende kraft på alle andre. Denne styrken, han foreslo, var proporsjonal med masser av to organer, og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem. Så, jo større avstand mellom kropper, jo lavere gravitasjonskraft mellom dem. Dette resulterte i hans berømte ligningen av gravitasjon, som ble skrevet som
F = G × m1 × m2/r^2
hvor F er styrken av tyngdekraften, m1 og m2 er det masser av to organer, r avstanden mellom dem og G en universell konstant som Newton introdusert, og som har en verdi ble beregnet til å være 6.674 × 10^(-21) Newton sq m/sq kg.
Newtons gravitasjonsfelt lov beskrevet bevegelse av vår himmelske legemer med utrolig nøyaktighet og stått testen av tid for ca tre århundrer. Faktisk, denne loven er nok til å guide de fleste av aktivitetene i moderne programmer. Men akkurat som Newtons bevegelseslover ble funnet til å bryte ned i noen spesielle tilfeller i det nye revolusjonerende fysikk som begynte i de første par tiårene av det 20. århundre, hans lov om gravitasjon også ble ansett som uforklarlig av Einstein. Sistnevnte gikk på å foreslå en alternativ teori, som er der gravitasjonsbølger kom inn.
Hva gjorde Einstein har et problem med?
Selv om matematisk nøyaktig, Newton ‘ s lov sier ikke hvorfor to organer er tiltrukket av hverandre. Einstein hadde også et problem med det faktum at styrken var utøves på de to organer umiddelbart. Han hadde vist i sin landemerke papirer i 1905 at ingenting i universet, ikke engang informasjon, kan reise i hastigheter større enn det av lys — og to organer kan være atskilt med noen avstand.
Så hva alternativ gjorde han foreslår?
Mens formulering av sin Generelle Relativitetsteori, Einstein foreslo at gravitasjonsfelt attraksjonen var et resultat av bøying av stoff i rom-tid av tilsvarende en tung gjenstand. Dette er veldig ofte belyst ved en animasjon som en stor ball er plassert på en gummi ark, å skape en krumning i arket. Når en mindre ball er kastet på gummi ark, den roterer rundt den store ballen langs krumning for en stund, før den faller inn i den. Einstein sa solen, jorden og alle andre organer dannet lignende kurvaturer rundt dem, og dette var grunnen for mindre gjenstander å bli dratt mot dem. Men siden jorden, solen og alt annet er også i bevegelse, krumning rundt dem beveger seg for. Dette skaper bølger i rom-tid, bare som et bevegelig båt i vannet skaper krusninger. Det er disse krusninger som Einstein kalte gravitasjonsbølger.
Så hva om gravitasjonsbølger har nå blitt oppdaget?
Foruten det faktum at den ville etablere Einsteins geni igjen, oppdagelsen av gravitasjonsbølger ville etablere riktigheten av Generelle Relativitetsteorien. Det ville forsikre verden om at vitenskapen har utviklet seg på riktig kurs gjennom det siste århundre. Oppdagelsen av gravitasjonsbølger ville bety at nå er alle de fire fundamentale kreftene i naturen — elektromagnetisk, svak og sterk kjernekraft krefter som de andre tre ville være forbundet med bølge-lignende egenskaper. Det ville derfor være et viktig skritt fremover i arbeidet med å forene kvanteteorien, som opererer på subatomære nivåer, og gravitasjonsfelt teori, som opererer på kosmisk skalaer, i én enkelt teori om naturen.
Påvisning av gravitasjonsbølger ville gjøre astrophysicists og astronomer til å “se” universet som er, som nå, usynlig for dem. Nesten 95 prosent av universet er kjent for å bestå av mørk materie og mørk energi, som avgir ikke noe lys eller andre elektromagnetiske bølger, og derfor ikke har blitt oppdaget selv med de mest avanserte instrumenter. Sorte hull, for eksempel, kan ikke bli “sett”, men de produserer gravitasjonsbølger, og nå kan påvises ved hjelp av disse.
Men endrer det den vanlige manns liv?
For forskere, det endrer sin forståelse av universet. Med gravitasjonsbølger etablert, Newtonsk tyngdekraften ville bli styrtet i favør av Einsteins tyngdekraften. Resten av verden, men kan gå om deres daglige liv som vanlig — som nå. Som en vitenskapsmann sa det, visste ingen hva som var i vente når elektromagnetiske bølger først ble oppdaget, akkurat som James Clark Maxwell hadde spådd, i siste halvdel av det 19. århundre.