Gravitatsioonilainete püüdmisest

Mihkel Veske | 10.10.2011

Gravitatsioonilainete mõiste sai alguse 1918. aastal, kui nende olemasolu kohta käis ennustuse välja Albert Einstein. Oma üldrelatiivsusteooriat tutvustavas artiklis nimetas ta gravitatsioonilaineteks aegruumi võnked, mis kaasnevad massi liikumisega. Täna, ligi sajand hiljem pole ennustus veel eksperimentaalset kinnitust leidnud, kuid aktiivne tegevus selle lünga täitmiseks käib nii Põhja-Ameerika, Euraasia kui Austraalia mandritel.

Kuigi põhimõtteliselt tekitab gravitatsioonilaineid igasuguse vähegi massiivse keha asukoha muutumine, on mõõdetava lainetuse tekkimiseks vajalik kolossaalse massi päratu kiire liikumine. Teadaolevalt parima sellistele nõuetele vastava kandidaadi moodustavad ühinevad neutrontähed, millede massid on võrreldavad Päikese omaga ning liikumiskiirused lähenevad üksteise ümber tiireldes valguskiirusele.

Neutrontähtede üksteise sisse kukkumised leiavad aset üsna harva, galaktika kohta kord paarisaja tuhande aasta jooksul. Taotledes vähegi suuremat lootust, et investorile sobiva aja jooksul mõnele kollapsile siiski satutaks, tuleb laineallikaid otsida miljardite valgusaastate kauguselt Maast. See aga tähendab, et kui mõni aegruumi virvendus detektorini jõuabki, on ta äärmiselt nõrk ning signaali eristamine mürast kujutab suurt väljakutset nii tehnikale kui inimesele.

Et gravitatsioonilainete poolt tekitatud signaali saaks eristada näiteks vee- või seismolainete põhjustatust, on astronoomid juba aastaid otsinud gravitatsiooni lainlemisega potentsiaalselt kaasnevat elektromagnetkiirgust. Sellist lisasignaali saaks ilmselt hästi kasutada otsustamisel, millisest vastuvõetava signaali osast oleks mõistlik otsida jälgi relatiivsusteooria ennustusest. Pärast pikki aastaid jõudis ajakirja Nature lõpuks artikkel, kus prof. Tsvi Piran ja dr. Ehud Nakar väidavad end just midagi taolist leidnud olevat.

Nende tähelepaneku kohaselt avaldab tähtedevaheline mateeria valguskiirusele lähedase kiirusega kahe ühineva neutrontähe poolt maailmaruumi paisatavale pisiainele pidurdavat toimet. Selle tulemusena viimane kuumeneb ning hakkab muuhulgas kiirgama raadiolaineid. Suure ala peale tuleb kokku küllalt tugev raadiosignaali purse, mille maksimumi peaksid maised raadioteleskoobid olema täiesti võimelised detekteerima. Mõnevõrra tülikas on asja juures paraku see, et signaali maksimum jõuab eeldatavalt Maani sõltuvalt pisiaine kiirusest ja neutrontähtede kaugusest nädal kuni aasta pärast temaga kaasnevat gravitatsioonilainet.

Nakar ja Piran juhivad oma artiklis muuhulgas tähelepanu asjaolule, et 1987. aastal Bower et al poolt registreeritud tundmatu päritoluga raadiosignaal evib kõiki nende poolt kirjeldatava purske karakteristikuid. See annab lootust, et nende töö võib minna reaalsesse kasutussse juba 2015. aastal, kui on planeeritud praegu ehitusjärgus gravilaine detektorite Advanced LIGO ja Virgo käikulaskmine.

Märksõnad: gravitatsioonilained