זה היה רגע, רק רגע, כשנדמה היה שכולם לוקחים הפסקה מלדבר על מלחמות ופוליטיקה ומביטים אל השמיים. ב- 11 בפברואר 2016, דיווחו בכלי חדשות מרכזיים כי לראשונה, האנושות גילתה גלי כבידה העוברים ליד כדור הארץ מהחלל החיצון העמוק ביותר, תופעה מעודנת במיוחד, אך עמוקה במיוחד שהנבאה לראשונה על ידי אלברט איינשטיין בשנת 1916. הגלים הגיעו משני חורים שחורים שהתנגש לפני 1.3 מיליארד שנה, השפעה קוסמית שהניבה עשרה פעמים יותר כוח מכוח האור של כל הכוכבים ביקום הנצפה יחד. אבל גלי הכבידה שיצרו דעכו לניגול מוחלט כשהם קרעו בחלל ובזמן. אף מכשיר לא הצליח לזהות אותם מעולם - עד עכשיו.
מהסיפור הזה
בלוז חור שחור ושירים אחרים מהחלל החיצון
קנהתוכן קשור
- מדענים שומעים שני חורים שחורים קדומים עוד יותר מתנגשים
אף שההישג התאפשר על ידי יותר מאלף מדענים ומהנדסים שעבדו במשך עשרות שנים, המובילים העיקריים היו קיפ ת'ורן, רונלד דרייבר ובארי באריש, כל קלטק; וריינר ווייס מ- MIT. בכדי לתפוס את המחצבה הזעירה הבלתי אפשרית שלהם, הם הציבו גלאי עצום באופן ייחודי, מצפה הכוכבים של גל האינטרפרומטר של 620 מיליון דולר, או LIGO, שיש לו חלק אחד בלואיזיאנה ואחרת במדינת וושינגטון.
תורן התמודד עם הפרויקט לאורך שנות השמונים והתשעים בסדרה של הרצאות בעלות פרופיל גבוה ברחבי העולם. מרוקן ומזוקן, הוא כבר היה אגדה באסטרופיזיקה - תיאורטיקן בעל חזון כה מרחיב, עד שלבסוף יעזור ביצירת סרטים הוליוודים כמו בין כוכבים . כאשר החל את הקריירה שלו, חשבו פיזיקאים רבים כי גלי הכבידה עצמם הם מדע בדיוני, למרות תחזיתו של איינשטיין. בהפסקה חדה מהפיזיקה הניוטונית, תורת היחסות הכללית של איינשטיין הציעה כי כוח הכובד ייצר אדוות שלא זוהו בעבר שעברו במרחב-זמן באופן דומה לקול.
עם זאת, מדידת הגלים נראתה כמעט בלתי אפשרית. בהשוואה לכוחות אחרים, כוח המשיכה חלש ביותר. הכוח האלקטרומגנטי בין שני אלקטרונים הוא 10 40 (יותר מטריליון פעמים טריליון פעמים טריליון) חזק יותר ממשיכת הכובד שלהם. הקלטת גל כבידה ידרוש חפצים מאסיביים במיוחד ומכשירים רגישים שלא ניתן להעלות על הדעת.
עם זאת, ת'ורן מספר כי הוא האמין כי גלי הכבידה היו קיימים עד שהתחיל את הדוקטורט שלו בשנת 1962. לאורך שנות השבעים, רוב המדענים האחרים באו להסכים אתו, משוכנעים על ידי מודלים מתמטיים אטומים לאוויר וניסויי מחשבה. המוזיקה הייתה שם בחוץ. הם עדיין לא שמעו את זה.
LIGO, שנבנה באמצע שנות התשעים והופעל לראשונה בשנת 2002, תוכנן להיות רגיש להפליא לאותם תחבולות זעירות. המצפה כלל שני גלאים ענקיים בצורת L שנמצאים במרחק של 1, 865 מיילים זה מזה. המרחק ביניהם והמיקום המרוחק של שני האתרים ימנעו משני המכשירים להרים הפרעות מאותו רעידה ארצית או משאית חולפת. כל גלאי היה מורכב משתי זרועות בגודל של 2.5 קילומטר עם לייזר בצומת, מחולק לשתי קורות ומראות בכל קצה. כאשר גל כבידה עבר דרך הצינורות, חזו המדענים כי הוא יעוות מעט את המרחב-זמן - בערך עשרת אלפים מקוטרו של פרוטון אחד. די בעיוות זעום זה בכדי לשנות את אורך הצינורות ולגרום לייזר לזרוח על הגלאים.
הערת העורך, 28 בפברואר 2017: מאמר זה התייחס במקור ל"משיכה "האלקטרומגנטית בין שני אלקטרונים, אך" כוח "זו מילה טובה יותר לתאר אותה.
הירשמו עכשיו למגזין סמיתסוניאן תמורת 12 דולר בלבד
מאמר זה הוא מבחר מגיליון דצמבר של המגזין סמיתסוניאן
קנההסבב הראשוני של ניסויי LIGO לפני למעלה מעשור לא הצליח להעלות אות. אולם, בהכפלת המשמעות הגדולה בהימור הראשוני שלהם, החוקרים שכנעו את הקרן הלאומית למדע להוציא עוד 200 מיליון דולר כדי לשדרג את LIGO, ובשנת 2015 העבודות נעשו. צוות המחקר כלל כעת יותר מ -1, 000 מדענים ב -90 מוסדות ברחבי העולם. הציפיות היו מהממות. באוגוסט של השנה שעברה, וייס אמר לג'נה לוין - אסטרופיזיקאי קולומביה שכתב ספר על LIGO בשם Black Hole Blues ושירים אחרים מהחלל החיצון - "אם אנחנו לא מזהים חורים שחורים, הדבר הזה הוא כישלון."
ביום שני, 14 בספטמבר 2015, הגיע גל כבידה ממקום כלשהו בעומק השמיים הדרומיים. הוא הצמיד את הכלי בלואיזיאנה לפני שיט ברחבי ארצות הברית כדי לחבר את הכלי במדינת וושינגטון שבעה אלפיות לאחר מכן. בשעה 5:51 בבוקר, הציוד של ליגו הקליט סוף סוף את הציוץ הזעיר הזה.
כהגדרתו של לוין, ההישג הגדול של ליגו היה בכך שהוסיף פסקול למה שהיה בעבר סרט אילם. תשעים וחמישה אחוז מהיקום חשוך, מה שאומר שהוא מעבר למדידה של מכשירי הטלסקופים והרדאר המתקדמים ביותר שלנו. גל הכבידה הקלוש הזה איפשר למדענים לאתר זוג חורים שחורים בפעם הראשונה - והם היו גדולים בהרבה מהצפוי. האחת הייתה פי 29 מהמסה והשנייה פי 35 מהמסה של השמש.
כשת'ורן וייס ראו לראשונה את היומנים, הם חששו שהאקרים הכניסו נתונים פגומים ליומנים. (דרבר לא הצליח לשתף את תגובתו: הוא נפל במצב לא טוב במהלך השנים והיה בבית טיפול בבית הולדתו סקוטלנד.) נדרשו שבועות של חקירה עד שהמדענים הסתכמו בהישגיהם.
ב- 26 בדצמבר 2015, LIGO רשמה גלי כבידה ממיזוג חור שחור נוסף. החוקרים עדיין עובדים על כוונון המכשירים, שלדבריהם ישתפר רק במדידת מרחקים קוסמיים רחוקים.
גילוי חורים שחורים, למרות שהוא באמת חשוב, זו רק ההתחלה. יותר ויותר נגלה כמה אנחנו לא יודעים. זו ההתרגשות האמיתית עבור ת'ורן, וייס ועמיתיהם. מה אם החומר האפל מסמן את כוח הכובד בדרכים שאיש מעולם לא שקל? אם נרים גלי כבידה ממש לאחר המפץ הגדול, מה זה ילמד אותנו על טבע היקום? בזכות LIGO, כעת נוכל להתחיל לשמוע את היצירות המרתקות המצלצלות בין הכוכבים, את המוזיקה שעדיין לא ידועה של מה עוד שם בחוץ
"הם נתנו לאנושות דרך חדשה לחלוטין להסתכל על היקום." סטיבן הוקינג, מברך את קיפ ת'ורן, ריינר וייס, בארי בריש ורונלד דרייבר, המדענים הראשונים שגילו גלי כבידה, בטקס פרסי המגזין האמריקני 2016 של חברת Smithsonian. השנה, הגאונים שמאחורי LIGO הודיעו שהם סוף סוף מצאו את מה שחזה אלברט איינשטיין לפני מאה שנה.
