Iš pradžių tai atrodo panašiai į apverstą kiaulių penėtuvę, padengtą gofruotomis metalo plokštėmis – bet tik tol, kol pastebima, kad šios penėtuvės ilgis yra šimtai metrų.
Metalinės plokštės dengia griovį, kuriame yra vakuuminis vamzdis, būtinas eksperimentui, kuris, J.Hougho manymu, galų gale padės aptikti bemaž sunkiausiai pastebimą astrofizikos reiškinį – gravitacijos bangas.
Mokslininkas iš Glazgo universiteto šias erdvėlaikio bangas bando aptikti jau daugiau nei 30 metų ir yra įsitikinęs, kad iki tyrimo vaisių skynimo beliko vos keli mėnesiai.
„Tai bus labai svarbus įvykis dėl dviejų priežasčių: tai bus dar vienas patvirtinimas, kad Einšteino bendroji reliatyvumo teorija yra teisinga, o taip pat jis atvers duris naujo tipo astronomijai, leisiančiai mums iš vidaus pažvelgti į pačius audringiausius Visatos įvykius", - pasakojo mokslininkai.
Naujo tipo astronomijai reikalingas ir naujo tipo „teleskopas" – būtent tai J.Houghas bei jo kolegos iš D.Britanijos ir Vokietijos kūrė netoli nuo Hanoverio esančiame žemdirbystės regione. Šio teleskopo pavadinimas – GEO 600.
Teleskopo išvaizda – apgaulinga. Nepažymėtose sidabro spalvos trobelėse yra pati moderniausia elektronika ir ypatingai galingas lazeris.
O be to, yra jau minėtas griovys – iš tiesų grioviai yra du, tarpusavy jie sudaro statų kampą, o jų ilgis viršija pusę kilometro. Grioviuose esantys vakuuminiai vamzdžiai baigiasi super-lygiais veidrodžiais, pakabintais ant gryno stiklo lynų, besidriekiančių nuo svyravimus slopinančių rėmų.
Tai – iki kraštutinumo tiksli inžinerija. Bet, tikintis aptikti gravitacines bangas, mažesnis tikslumas mokslininkų netenkintų.
Skirtingai nei elektromagnetinės bangos – tradiciniais teleskopais matoma šviesa – gravitacinės bangos yra neįtikėtinai silpnos. Jei tokia banga pereitų per jūsų kūną, tai ji pakaitomis ištemptų jūsų erdvę viename matavime bei suspaustų jį kitame – bet šie pasikeitimai būtų fantastiškai maži.
Bet kuris judantis kūnas, turintis masę, skleis gravitacijos bangas, kurios nuo jo judės šviesos greičiu, bet tik labai masyvūs kūnai – pavyzdžiui, sprogstančios žvaigždės ar besijungiančios neutroninės žvaigždės – erdvėlaikį gali iškreipti pakankamai, kad tą iškreipimą užfiksuotų mūsų technologijos.
„GEO-600 poslinkio jautrumas yra viena tūkstantoji protono skersmens", - paaiškino profesorius Karstenas Danzmannas iš Alberto Einšteino instituto ir Hanoverio universiteto (Vokietija).
„Kitaip tariant, tai būtų lygu matavimui vandenilio atomo skersmens dydžio poslinkio atstume tarp Saulės ir Žemės", – sakė profesorius.
Būtent tokius mažus lazerio šviesos poslinkius ir tikimasi išmatuoti L raidės formos GEO 600 įrenginyje.
Rūpestingas aparatūros taikymas ir derinimas GEO 600 priartino prie reikiamo jautrumo – prie tikėtino „eureka" momento.
Britų ir vokiečių mokslininkų grupė bendradarbiauja ir su amerikiečiais, kurie jau įrengę du panašius aparatus, kurių bendras pavadinimas yra LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
Šie aparatai, esantys Luizianos ir Vašingtono valstijose, yra su vakuuminėmis lazerio spinduliams skirtomis atšakomis, kurių ilgiai siekia 4 kilometrus.
Ir LIGO, ir GEO 600 pilnai „moksliniu režimu" pradės dirbti lapkritį ir tikimasi, kad duomenys nenutrūkstamai bus renkami 18 mėnesių. Per tą laiką tikimasi sulaukti galbūt vieno, o galbūt daugiau įvykių, kuriuos galima būtų pavadinti praeinančia gravitacine banga.
Bangos aptikimo faktas būtų patvirtintas, jei bent du toli vienas nuo kito nutolę aparatai užrašytų tą patį signalą. Tačiau, kad ir koks didingas tai bebūtų atradimas, jis iš tikrųjų tebūtų tik pradžia.
Tikrasis tyrimo tikslas yra sukurti naują būdą Visatai tirti – detaliai sekti jos egzotiškus reiškinius taip, kad nebūtų reikalinga šviesa.
„Man patinka tokia analogija: įsivaizduokite, kad sugebate matyti pasaulį, bet esate kurčias, o tuomet staiga kažkas jums suteikia gebėjimą girdėti – įgyjate naują suvokimo lygmenį. Iki šiol mes galėjome tik stebėti Visatą savo teleskopais, bet atradus gravitacijos bangas mes galėsime jos ir klausytis. Ir tai teiks kitokio tipo informaciją. Didžioji Visatos dalis elektromagnetinių bangų skleisti negali – jos niekada nepamatysime stebėdami šviesą. Bet stebint gravitacines bangas mes tą dalį ar bent tos dalies dalį sugebėsime išgirsti", - aiškino Alberto Einšteino instituto ir Kardifo universiteto profesorius Bernardas Schutzas.
Tai suvokdami mokslininkai sudarė ir dar didingesnį planą, kuris yra gerokai rimtesnis nei vien LIGO ir GEO 600 tobulinimas – jie nori tokią observatoriją pagaminti kosmose.
Pasiruošimas šiai misijai, vadinamai LISA (Laser Interferometer Space Antenna) jau vyksta. LISA lazerio spindulius skleistų ir stebėtų tarp trijų kosminių laivų, tarp kurių būtų griežtai nustatyti atstumai. Šiuos kosminius laivus skirtų 5 mln. kilometrų.
LISA mokslininkams suteiktų galimybę stebėti mažesnio dažnio gravitacines bangas nei tai įmanoma Žemėje, todėl įmanoma būtų užfiksuoti signalus, sklindančius besijungiant dviems didžiulėms juodosioms skylėms.
Modeliuojant nustatyta, kad naudojant LISA turėtų būti įmanoma pastebėti Didžiojo sprogimo spinduliavimo liekanas. Tokiu būdu mokslui būtų suteikta galimybė tirti pirmuosius būties momentus, o galbūt netgi paderinti kai kurias prieštaringas teorijas apie Didįjį sprogimą.
„Nedažnai susiduriama su dalykais, kurie yra labai maži, bet tuo pačiu metu ir labai masyvūs, bet, žinoma, pačiais pirmaisiais Visatos momentais tokių dalykų buvo. Kai kurie iš šių stebėjimų mums suteiks papildomos informacijos apie tai, kaip gravitaciją reikėtų vertinti kvantinės mechanikos atžvilgiu, taigi, galimybės tiesiog verčia iš koto", - sakė Birmingemo universiteto profesorius Mike'as Cruise'as.
