Βαρυτικό κύμα

Στη Φυσική, τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί της καμπυλότητας του χωροχρονικού συνεχούς που διαδίδονται ως κύματα από την πηγή προς τα έξω. Προβλέφθηκαν το 1916  από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν στη βάση της θεωρίας του της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας και μεταφέρουν ενέργεια υπό την μορφή βαρυτικής ακτινοβολίας. Η ύπαρξή τους είναι συνέπεια του αναλλοίωτου του μετασχηματισμού Λόρεντς στη γενική σχετικότητα, δεδομένης της έννοιας πεπερασμένης ταχύτητας διάδοσης των φυσικών αλληλεπιδράσεων. Αντιθέτως, τα κύματα βαρύτητας δεν μπορούν να υφίστανται στη νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας, η οποία διατυπώνει ότι οι φυσικές αλληλεπιδράσεις διαδίδονται με άπειρη ταχύτητα.  

Διάφοροι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων είναι υπό κατασκευή ή σε λειτουργία, όπως το αναβαθμισμένο LIGO το οποίο ξεκίνησε παρατηρήσεις τον Σεπτέμβριο του 2015.  

Πιθανές πηγές ανιχνεύσιμων βαρυτικών κυμάτων περιλαμβάνουν δυαδικά αστρικά συστήματα που αποτελούνται από λευκούς νάνους, αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες. Στις 11 Φεβρουαρίου 2016, οι ομάδες συνεργασιών LIGO και Virgo ανακοίνωσαν επίσημα ότι έκαναν την πρώτη παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων, που προέρχονταν από ένα ζευγάρι  μαύρων τρυπών που συγχωνεύονταν, χρησιμοποιώντας τους ανιχνευτές του αναβαθμισμένου LIGO. 

Τα βαρυτικά κύματα μπορούν θεωρητικά να υπάρξουν σε όλες τις συχνότητες. Πρακτικά, βαρυτικά κύματα πολύ χαμηλής συχνότητας είναι αδύνατον να ανιχνευθούν. Το φάσμα βαρυτικών κυμάτων εκτιμάται από 10-7Hz ως 1011Hz καθώς το άνω όριο περιορίζεται από την μη ύπαρξη πηγών βαρυτικής ακτινοβολίας υψηλών συχνοτήτων.

Παρότι έως τις αρχές του 2016 δεν είχε ακόμη αποδειχθεί η ύπαρξη τους, έχει έμμεσα δειχθεί η ύπαρξη βαρυτικής ακτινοβολίας από τον εκφυλισμό τροχιών διπλών αστρικών συστημάτων (π.χ. το πάλσαρ PSR B1913+16 από τους Ράσελ Άλαν Χαλς και Τζόσεφ Χούτον Τέιλορ). 

Τον Φεβρουάριο του 2016 ανακοινώθηκε από τους επιστήμονες η επιτυχής παρατήρηση τους από το LIGO η οποία επιβεβαίωνε χωρίς αμφιβολίες την ύπαρξη τους, μια εξέλιξη η οποία χαιρετίστηκε ως η μεγαλύτερη ανακάλυψη του αιώνα καθώς:
 επιτρέπουν την άμεση παρατήρηση της Μεγάλης Έκρηξης, κάτι που τα συμβατικά τηλεσκόπια τα οποία συλλέγουν ακτινοβολία φωτός αδυνατούσαν καθώς μπορούν να παρατηρήσουν μόνο έως 400.000 έτη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη λόγω της μη επαρκούς διασποράς του φωτός.
 επιτρέπουν την παρατήρηση αντικειμένων στο σύμπαν τα οποία δεν εκπέμπουν φως όπως μαύρες τρύπες και σκοτεινή ύλη.

Παραπομπές

Βιβλιογραφία

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 
 
 

Κυματική
Βαρύτητα
Ανεπίλυτα προβλήματα στη Φυσική