Először mértek gravitációs hullámot
Több mint egymilliárd fényévre, egy messzi galaxisban két fekete lyuk ütközött össze. A 29 és a 36 naptömegű fekete lyuk összeolvadását három naptömegnyi energia felszabadulása követte. Ez az energiamennyiség 4500-szorosa annak az energiának, amit a mi Napunk teljes élete alatt kisugároz. Ezt az energiát észlelte 2015. szeptember 14-én 10:51 perckor két amerikai detektor.
A felfedezést a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) elnevezésű nemzetközi tudományos együttműködés tette. A LIGO mindkét gravitációshullám-detektora – az egyik az amerikai egyesült államokbeli Livingstonban (Louisana állam), a másik Hanfordban (Washington állam) található – ugyanabban az időpontban ugyanazt a jelet érzékelte. Az obszervatóriumokat az amerikai National Science Foundation (NSF) finanszírozza – húsz év alatt egymilliárd dollárt költöttek erre –, működtetésük a Caltech, a California Institute of Technology és az MIT, a Massachusetts Institute of Technology feladata. A felfedezést ismertető szakcikk a Physical Review Letters folyóiratban jelent meg – az ezer szerző között tíz magyar fizikus is van. A programban tizenhat ország vesz részt, a magyarok egymillió dollárral járultak hozzá a sikerhez. A gravitációs hullámok detektálásának nehézségét jól mutatja a következő hasonlat: egy gravitációs hullám az egyméteres rúdon akkora változást okoz, mint a proton átmérőjének milliomod része. Ennek a változásnak a kimérésére kellett négy kilométer hosszú detektorokat építeni.
Az Eötvös Gravity Research Group (EGRG), amely a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetem és a debreceni MTA Atommagkutató Intézet összefogásában működik, 2007 óta a LIGO tagja. A csoport vezetője Frei Zsolt, az ELTE tanszékvezető professzora, az MTA–ELTE Lendület Asztrofizikai Kutatócsoport vezetője. A csoport műszerépítéssel segítette a LIGO detektorok zajszintcsökkentését – infrahang-mikrofonjukból három-három működik a két detektornál, míg a hetediket az amerikai bejelentéssel egy időben szervezett akadémiai tájékoztatón láthatták az érdeklődők. Magyarok készítették azt a galaxiskatalógust, amelyet a LIGO az észlelt jeleket kibocsátó galaxisok azonosításához használ. Az ELTE-n dolgozó Raffai Péter segítette a tervek szerint Indiában épülő harmadik LIGO detektor optimális elhelyezésének megtalálását. A Szegedi Tudományegyetemen a gravitációs hullámok kutatását Gergely Árpád László egyetemi tanár honosította meg 2000-ben a feketelyuk-kettősök dinamikájának és gravitációs sugárzásának elméleti vizsgálatával. A LIGO Tudományos Együttműködésnek 2009 óta tagja, tanítványaival jelenleg a nem egyenlő tömegű fekete lyukak összeolvadásakor keletkező gravitációs hullámokat tanulmányozzák.
A gravitációs hullámokat az olaszországi Pisa városától délre épült VIRGO detektor is figyeli. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Gravitációfizikai Kutatócsoportja a VIRGO együttműködésben vesz részt. Ez a csoport 2010-ben csatlakozott az együttműködéshez, célja az egymás körül keringő, nagy tömegű kettős objektumok teljes összeolvadása során keletkező gravitációs hullámok vizsgálata. A csoport tagjai Vasúth Mátyás vezetésével számítástechnikai eljárások, algoritmusok, valamint hullámforma-jóslatok fejlesztésével segítik a megfigyeléseket.
A budapesti tájékoztatón Frei Zsolt, az ELTE professzora azt emelte ki, hogy ez a bejelentés három világraszóló felfedezést takar. Először sikerült érzékelni a gravitációs hullámokat, először bizonyosodott be, hogy valóban léteznek feketelyuk-párok, és ezek rövid időn belül össze is olvadnak. Ugyancsak újdonság, hogy a természetben ilyen nagy energiájú folyamatot korábban még soha nem észleltek. Lovász László, a Magyar Tudományos Akadémia elnöke arra hívta fel a figyelmet, hogy ezzel a felfedezéssel az ember új ablakot nyitott az univerzumra, hiszen mostantól olyan jelenségeket is észlelni lehet, amilyeneket korábban nem.•