שלושה מדענים מאחורי איתור גלי הכבידה הוענק פרס נובל לפיזיקה

הבוקר העניקה האקדמיה המלכותית השוודית למדעים את פרס נובל לפיזיקה לשלושה פיסיקאים מבוססי ארה"ב, ריינר ווייס ממכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, כמו גם קיפ ס. ת'ורן ובארי סי באריש מהמכון הטכנולוגי בקליפורניה על עבודתם עבודה מאחורי גילוי גלי הכבידה - סוג של אדווה במרקם הזמן-החלל שנבאה לראשונה על ידי אלברט איינשטיין לפני למעלה ממאה שנה.

תוכן קשור

• מה המשמעות של התנגשות כוכב הניוטרון למען חומר אפל

כפי שמדווח דניס אוברבי ב"ניו יורק טיימס ", שלושת זוכי הפרס היו הכוח המניע מאחורי מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר בלייזר (LIGO), מכשיר שנועד לגלות גלי כבידה. הם הובילו קונסורציום של למעלה מאלף מדענים שפעלו במשך עשרות שנים לאיסוף, ניתוח ושיפור הגלאים. ובשנת 2015, המאמצים שלהם השתלמו סוף סוף עם איתור ציוץ זעיר שנפלט משני חורים שחורים שהתנגשו לפני מיליארד שנה.

בעוד שהזמן שבין הגילוי לפרס - שנתיים בלבד - קצר בסטנדרטים של נובל (אפילו איינשטיין חיכה 16 שנה לפרסו), זרעי הפרויקט היו מעל 40 שנה.

גילוי גלי הכבידה הרעיד את קהילת הפיזיקה, ואישר את אחד הדיירים המרכזיים בתורת היחסות הכללית של איינשטיין. על פי תיאוריה זו, תנועותיהם של חפצים סופר מאסיביים, כמו חורים שחורים, גורמים לקרקעיות במרקם של זמן-חלל - כמו גלים מאבני נחל שנשרו בבריכה. אולם במשך עשרות שנים ספקו הפיזיקאים כי הגלים הללו קיימים באמת - או שאפשר היה לאתר אי פעם.

כסטודנט לתואר שלישי בראשית שנות השישים, קיפ תורן האמין שהם היו שם בחוץ. ועד שנות השבעים החלו ניסויי דוגמנות וחשיבה חדשים לשכנע מספר הולך וגדל של חוקרים. "המוזיקה הייתה שם בחוץ. הם פשוט לא שמעו את זה עדיין", כתבה ג'ני רוטנברג גריץ עבור סמית'סוניאן בשנת 2017 כאשר הוענקה השלישייה בפרס "ההמצאה האמריקאית" של המגזין.

בשנת 1972 פרסם וייס מאמר עם תפיסתו הראשונית של מה שמכונה "אנטנה של גל הכבידה בלייזר", בשיתוף עם ת'ורן כדי לשכלל ולהוציא לפועל את התוכנית השאפתנית. זה היה רעיון קיצוני: צור גלאי שהיה רגיש מספיק כדי לזהות אדווה בזמן המרחב קטן מקוטרו של פרוטון.

באריש, שהיה בעבר ראש פרויקט Supercollider מוליך את התפקיד, הצטרף לצוות בהמשך, והפך למנהל LIGO בשנת 1994. לעיתים קרובות נזקף לזכותו ארגון מחדש וניהול הפרויקט, שנאבק להמשיך באותו זמן. אך בסופו של דבר נולדה LIGO.

LIGO מורכב משני גלאים בצורת L, אחד בלואיזיאנה ואחד במדינת וושינגטון - המופרד ב -1, 865 מיילים. לכל גלאי, כך מדווח גריץ, יש שתי זרועות באורך של 2.5 קילומטר עם המראה החלקה ביותר בעולם בכל קצה. כפי שכתב הפיזיקאי בריאן גרין ל- Smithsonian.com בשנה שעברה, הגלאי מודד את הזמן שלוקח קרן לייזר סופר עוצמתית כדי להקפיץ בין שתי המראות, ומודד את ההבדלים בין הרגעים. שינויים זעירים בזמן הנסיעה של הלייזרים הם אינדיקטורים לגל כבידה חולף.

בשמונה השנים הראשונות שלו, המצפה נאבק, והוא הושבת ב -2010 למען שידור חוזר של 200 מיליון דולר. אולם בספטמבר 2015, זמן קצר לאחר ההפעלה מחדש, LIGO גילתה את האדווה הראשונה שלה. מאז התגלו עוד שלושה גלי כבידה, אחד, שיתוף פעולה בין LIGO לבין מצפה הבתולים האיטלקי, הוכרז רק בשבוע שעבר.

למרות שרק שלושה חוקרים זוכים להכרה בפרס, נדרשה לגיון חוקרים כדי שהגלאי יצליח, מדווחים חנה דוולין ואיאן מדגם ב"גרדיאן " . "אני רואה בזה יותר דבר שמכיר בעבודה של כאלף איש", אומר וייס. "אני שונא להגיד לך, אבל זה ארך 40 שנה של אנשים שחושבים על זה, מנסים לאתר איתור ... ולאט לאט אבל בטוח שמאחדים את הטכנולוגיה כדי לעשות את זה."

דבלין ומדגם מדווחים כי היה חבר רביעי בצוות שהיה סביר שגם יקבל את הפרס. הפיזיקאי הסקוטי רונלד דרייבר, חבר ליבה נוסף בצוות LIGO הלך לעולמו מדמנציה במרץ. ועדת נובל אינה מעניקה את הפרס בדרך כלל לאחר מכן.

הגילוי הוא מחליף משחק לאסטרונומים ופיזיקאים, ומספק כלי חדש לחקר היקום. כפי שכתב גרין בשנה שעברה, בניגוד לאור, קרני רנטגן, קרני גאמה, אינפרא אדום או אותות אחרים שאסטרונומים משתמשים בהם כדי ללמוד את השמיים, גלי הכבידה עוברים בכל דבר ולא ניתן לחסום אותם. כך שניתן להשתמש בגלים לבחינת תחומים שהם "מחוץ לתחום" לאור - כולל אולי "הרעם הפראי של המפץ הגדול עצמו, לפני 13.8 מיליארד שנה."

כפי שכותב גרין: "ההיסטוריה תסתכל לאחור על התגלית כאחת מאותן נקודות ניפוי שמשנות את מהלך המדע."