A GW150914 GRAVITÁCIÓSHULLÁM-FELFEDEZÉS
Sajtóközlemény
2016. február 11. 16:30 CET
GRAVITÁCIÓS HULLÁMOKAT ÉSZLELTEK SZÁZ ÉVVEL EINSTEIN ELŐREJELZÉSE UTÁN
A LIGO összeütköző fekete lyukakból érkezett gravitációs hullámok észlelésével
új ablakot nyitott a világegyetemre
Magyar kutatók is részt vettek a felfedezésben
WASHINGTON D.C./Cascina, Olaszország
Először történt, hogy tudósok a téridő “gravitációs hullámoknak” nevezett fodrozódásait megfigyelték, miután azok a távoli univerzum egy kataklizmikus eseményében keletkezve elérték a Földet. Az észlelés igazolja Albert Einstein 1915-ben közölt általános relativitáselméletének egyik legfőbb előrejelzését, és eddig példa nélküli, új ablakot nyit a világegyetemre.
A gravitációs hullámok olyan információt hordoznak a forrásaikról és a gravitáció természetéről, amikhez másként nem juthatunk hozzá. Az észlelt gravitációs hullámok a fizikusok következtetése szerint két fekete lyuk összeolvadásának utolsó tizedmásodperceiben keletkeztek, amikor azok egy még nagyobb tömegű, forgó fekete lyukká egyesültek. Két fekete lyuk ilyen, elméletileg lehetséges ütközését mostanáig még sohasem figyelték meg.
A gravitációs hullámokat 2015. szeptember 14-én, magyar idő szerint délelőtt 11:51 perckor (9:51 UTC) észlelte a Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) mindkét detektora, amelyek az amerikai egyesült államokbeli Livingstonban (Louisana állam) és Hanfordban (Washington állam) találhatók. A LIGO obszervatóriumokat a National Science Foundation (NSF) finanszírozza, a tervezésüket, megépítésüket, és működtetésüket a Caltech és MIT egyetemek végezték. A felfedezést, amelyet bemutató szakcikket a Physical Review Letters folyóirat közlésre elfogadott, a (GEO600 kollaborációt és az Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy konzorciumot is magába foglaló) LIGO Scientific Collaboration, és a VIRGO Collaboration jegyzi. A felfedezést a két kollaboráció a LIGO detektorokkal érte el.
A felfedezést az Advanced LIGO megnövelt teljesítménye tette lehetővé, egy nagyszabású fejlesztőmunka eredményeként, amiben a műszerek érzékenysége az elsőgenerációs LIGO detektorokéhoz képest megnövekedett. A fejlesztés lehetővé tette, hogy nagymértékben megnőjön az univerzum megfigyelt térfogata - és hogy a gravitációs hullámok felfedezése megtörténjen az első megfigyelési időszak alatt. Az amerikai National Science Foundation az Advanced LIGO vezető pénzügyi támogatója. Támogató szervezetek Németországból (Max Planck Társaság), az Egyesült Királyságból (Tudomány és Technológiai Testület vagy STFC), és Ausztráliából (Ausztrál Kutatási Tanács) szintén jelentős hozzájárulást nyújtottak a programhoz. Számos kulcsfontosságú technológiát, amelyek az Advanced LIGO-t jelentősen érzékenyebbé tették, a német-brit GEO együttműködés fejlesztett ki és tesztelt. Jelentős számítástechnikai erőforrásokat biztosított az AEI Atlas klasztere, a LIGO Laboratory, a Syracuse Egyetem, és a Wisconsin-Milwaukee Egyetem. Számos egyetem tervezett, épített, és tesztelt kritikus elemeket az Advanced LIGO számára: az Ausztrál Nemzeti Egyetem, az Adelaide-i Egyetem, a Floridai Egyetem, a Stanford-i Egyetem, a New York-i Columbia Egyetem, és a Louisiana Állami Egyetem.
A LIGO kutatási programot a LIGO Tudományos Együttműködés (LIGO Scientific Collaboration vagy LSC) végzi, amely ezernél is több tudós közössége, az Egyesült Államok és 14 másik ország egyetemeiről. Az LSC tagjaként több mint 90 egyetem és kutatóintézet dolgozik a detektorok műszeres fejlesztésén és az adatok kiértékelésén; az együttműködésnek mintegy 250 egyetemi hallgató is jelentős hozzájárulást adó tagja. Az LSC detektorhálózatának a LIGO interferométerei és a GEO600 detektor a tagjai. A GEO tagsága a Max Planck Gravitációfizikai Intézet (Albert Einstein Intitut vagy AEI), a hannoveri Leibniz Egyetem, valamint a Glasgow-i Egyetem, a Cardiff-i Egyetem, a Birmingham-i Egyetem, az Egyesült Királyság további más egyetemeinek, valamint spanyolországi Baleár-szigeteki Egyetem tudósaiból áll.
A LIGO-t, mint a gravitációs hullámok észlelésének eszközét, az 1980-as években Rainer Weiss, az MIT fizika emeritus professzora, Kip Thorne, a Caltech Richard P. Feynman díjas elméleti fizika professzora, és Ronald Drever, a Caltech fizika emeritus professzora javasolták.
Az Eötvös Gravity Research Group (EGRG), amely a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetem és a debreceni MTA Atommagkutató Intézet összefogásában működik, 2007 óta az LSC tagja. A csoport vezetője Dr. Frei Zsolt, az ELTE tanszékvezető professzora, az MTA-ELTE Lendület asztrofizikai kutatócsoport vezetője. Az EGRG adatelemző munkáit Dr. Raffai Péter, az ELTE adjunktusa vezeti. A csoport az LSC valamennyi tevékenységi köréhez nyújt hozzájárulást: műszerépítéssel segítette a LIGO detektorok zajszintcsökkentését; a csoporttagok műszak- és riasztási felügyeletet látnak el a LIGO detektorok adatgyűjtési időszakai alatt mind a detektorállomásokon, mind a távolból; forrásmodellező munkájukkal és jelkeresőprogram fejlesztésével a gravitációshullám-jelek észlelési és kiértékelési hatékonyságát maximalizálják. Az EGRG készítette azt a galaxiskatalógust, amelyet az LSC az észlelt jelek (köztük a szeptember 14-én észlelt jel) forrásgalaxisainak azonosításához használ. Az EGRG tagjai segítik a jövőben építeni tervezett detektorok (köztük a tervek szerint Indiában épülő LIGO detektor) optimális elhelyezésének megtalálását. A LSC magyar nyelvű honlapját az EGRG csoport készítette és fejleszti.
A Szegedi Tudományegyetemen a gravitációs hullámok kutatását Dr. Gergely Árpád László egyetemi tanár honosította meg 2000-ben a feketelyuk-kettősök dinamikájának és gravitációs sugárzásának elméleti vizsgálatával, különös tekintettel a fekete lyukak forgásából származó effektusokra. A LIGO Tudományos Együttműködésnek 2009 óta tagja, először az ELTE csoport külső tagjaként, majd 2014-től önálló SZTE csoport vezetőjeként. Tanítványaival jelenleg a nem egyenlő tömegű fekete lyukak összeolvadásakor keletkező gravitációs hullámokat tanulmányozzák. Generálásukra kidolgoztak egy új hullámformát, amit a gravitációshullám-kereséshez használt nemzetközi szoftverbe implementálnak.
A VIRGO kutatási programon a VIRGO Együttműködés (VIRGO Collaboration) dolgozik, amely több mint 250 fizikusból és mérnökből áll, akik 19 különböző európai kutatócsoporthoz tartoznak: közülük 6 a franciaországi Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 8 az olaszországi Nazionale de Fisica Nucleare (INFN), 2 a holland Nikhef tagja. További tagok a magyarországi MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, a lengyelországi POLGRAW csoport, és az European Gravitational Observatory (EGO), amely a VIRGO interferométert is működteti Pisa közelében, Olaszországban. A detektor építése 1994-ben kezdődött a CNRS és INFN intézetek finanszírozásában. 2007 óta a VIRGO és LIGO detektorok megosztják és közösen elemzik a nemzetközi hálózat interferométereinek mérési adatait. A CNRS, INFN és Nikhef által finanszírozott Advanced VIRGO projekt 2011 után indult, az új detektor az év vége előtt működésbe lép.
Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Gravitációfizikai Kutatócsoportja a VIRGO együttműködésben vesz részt. A kutatócsoport 2010-ben csatlakozott az együttműködéshez, és célja az egymás körül keringő nagy tömegű kettős objektumok teljes összeolvadása során keletkező gravitációs hullámok vizsgálata. A csoport tagjai Dr. Vasúth Mátyás tudományos főmunkatárs vezetésével számítástechnikai eljárások, algoritmusok, valamint hullámforma-jóslatok fejlesztésével járulnak hozzá a megfigyelésekhez. Részt vesznek továbbá a detektorok mérési adatainak kiértékelésében, amihez a Wigner Adatközpontban üzemeltetett Wigner felhő is rendelkezésre áll.
További információk a felfedezésről: ligo.elte.hu
Eötvös Loránd Tudományegyetem
Frei Zsolt
csoportvezető, Eötvös Gravity Research Group LSC tagcsoport
+36-1 372-2767
frei@alcyone.elte.hu
Web: egrg.elte.hu
Raffai Péter
szenior tag, Eötvös Gravity Research Group LSC tagcsoport
+36-1 372-2751
praffai@bolyai.elte.hu
Web: egrg.elte.hu
MTA Atommagkutató Intézet
Molnár József
szenior tag, Eötvös Gravity Research Group LSC tagcsoport
+36-52 509-252
molnar.jozsef@atomki.mta.hu
Szegedi Tudományegyetem
Gergely Árpád László
csoportvezető, SZTE LSC tagcsoport
+36-62 420-154
gergely@physx.u-szeged.hu
MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont
Vasúth Mátyás
csoportvezető, Wigner VIRGO tagcsoport
+36-1 392-2222 / 2729
vasuth.matyas@wigner.mta.hu
