Sisene kasutajana

Anneta TNP Toetusfondi

Toeta siin Vaba Eesti Sõna!

Donate here to Vaba Eesti Sõna!

Otsing

Digiteeritud eesti ajalehed

digilehed

Veebruaris läbis ajakirjandust teade, et esimest korda õnnestus demonstreerida gravitatsioonilainete olemasolu. Gravitatsioon teatavasti on jõud, mis avaldub kõigi kehade vastastikkuses tõmbumises, olles proportsionaalne nende massidega.

 
Näiteks Maakera-Kuu süsteemis domineerib suurema massi tõttu Maa. Kuu avaldab samuti jõudu Maakerale, kuid see on palju nõrgem. Tähtede-  ja galaktikatevaheline gravitatsioon on seevastu suurte masside tõttu hiiglaslik ning määrab nende liikumise ja galaktikate juhul (nagu Linnutee) isegi nende kuju. Lugeja mäletab ehk koolifüüsikast, et inglise teadlane Isaac Newton (1643-1727) sõnastas juba 1687 gravitatsiooniseaduse,  mille alusel saab kindlaks määrata satelliitide, komeetide, kuude ja planeetide liikumist. Newtoni teooria järgi aga olid ruum ja aeg iseseisvad, teineteisest sõltumatud ning taevakehade liikumist kontrollis üksnes masside vastastikune külgetõmme. See teooria on tänini praktilises elus maksev ja küllaldane. Nii on kalendrites antud planeetide asukohad on selle põhjal arvutatud.   


Siiski märgati siin-seal väikesi kõrvalekaldumisi, mida Newtoni teooria ei seletanud. Otsustav läbimurre tuli aastal 1905, kui Albert Einstein avaldas oma kuulsa erirelatiivsusteooria, mis tõi täie selguse. Selles leiti, et ruum ja aeg pole iseseisvad, vaid moodustavad ühtse nn. aegruumi, üks mõjutab teist. 1916 järgnenud üldrelatiivsusteooria laiendas neid mõisteid veelgi, hõlmates aegruumi mõistesse ka gravitatsiooninähtused. Kui Newtoni arvates kahe massi külgetõmmet põhjustas (nähtamatu) gravitatsioonijõud, siis relatiivsusteooria järgi on põhjuseks masside poolt mõjutatud aegruumi struktuur, milles massid liiguvad nagu ebaühtlasel pinnal veerevad pallid, otsides madalaimat paika. Tõsi, aegruumi mõistet me igapäevases elus ei märka, sest relatiivsusteooria peensused avalduvad alles suurte kiiruste ja suurte masside juures. Nad on aga reaalsed sellegipoolest.


Relatiivsusteooria edu arvestades pole ime, et teda on peetud inimvaimu üheks suurimaks saavutuseks. Muidugi ei pruugi relatiivsusteooria olla lõplik vastus kõigele (lahendamata on näiteks ta seos kvantmehaanikaga). Ometi on ta juba 100 aastat kõikidest testidest hiilgavalt läbi tulnud. Hiljutine gravitatsioonilainete tõestus, mida Einsteini 1916 ette kuulutas, on teooria järjekordne võit.  

 
Mis on siis gravitatsioonilained? Nad on (teoreetiliselt) valguse kiirusega levivad võnked aegruumis, mis tekivad massi kiirenduse või muutuse tagajärjel.  

 
Seletuseks kõrvalhüpe astronoomiasse. Helendavaid tähti (nagu Päike) hoiavad füüsilises tasakaalus kaks jõudu:

 

(a) tähe tsentrumis energiat tootev termonukleaarreaktsioon;  

 

(b) sissepoole sihitud, tähe massi kokku suruv gravitatsioon.

 

Kui aga tähes kord lõpeb nukleaarkütteaine vesinik, ei balansseeri kiirgussurve enam raskustungi ja täht variseb kiirelt sissepoole. Meie “väikese” Päikese lõpptulemuseks (u. 4 miljardi aasta pärast) on Maakera suurune, kuid tohutu ainetihedusega nn. valge kääbus. Suurtel tähtedel aga (suurematel kui 30 Päikese massi) pole kokkuvarisemisel mingit pidurit ja tekib nn. “must auk”.

 

Selle kokkusurutud massi raskustung on nii suur, et isegi valgus enam välja ei pääse. Otseselt neid seetõttu näha pole  –  uuritakse kaudsete meetodite abil. Relatiivsusteooria ning arvutimudelite abiga selgitati teoreetiliselt,  kuidas mustad augud gravitatsioonilaineid tekitavad.

 

Viimaste avastamiseks ehitati juba ’60-tes aastates mitmeid aparaate, kuid kuna gravitatsioon on looduse nõrgeim jõud, siis jäid tulemused saavutamata.  Aastaks 1994 valmisid USA-s  kaks ülitundlikku LIGO – Laser Interferometer Gravitationalwave Observatory – seadeldist (Washingtoni ja Louisiana osariikides). Tänu nendele tabati veebruaris 0.2 sekundit kestnud signaal, mille põhjal (toetudes varasemale teoreetilisele tööle) tehti kindlaks, et tegemist oli kahe musta augu ühinemisega, üks suuruselt 36, teine 29 Päikese massi, meist u.  1300 miljoni valgusaasta kaugusel.

 

Kuna selle reaktsiooni energiatoodang oli 50 korda suurem kui terve universumi tähtede oma kokku, siis levis kolossaalne gravitatsioonilaine ruumis kerakujuliselt laiali. Kui ta aga 1300 miljonit aastat hiljem meieni jõudis, registreeris seda vaid LIGO.


Võib küsida, et kui nii, miks on see tähtis. Sellele võib anda kolm vastust:


1. Inimese omapära on uudishimu teda ümbritseva maailma suhtes.


2.  Kui inimene 17. sajandil esimest korda elektrisädemetega mängis, siis öeldi talle, et “Mine parem kündma, sellest on vähemalt midagi kasu!”


3. Tähtsaim on aga asjaolu, et inimese võime gravitatsioonilaineid tabada on avanud täiesti uue tee uurida ümbritsevat universumi. Seni oleme seda teinud vaid “nägemismeele” kaudu  -  elektromagneetilised lained (raadio, valgus, gammakiired jne.). Nüüd on avanenud ka “kuulmismeel”, sest LIGO võimaldab uurida nähtusi mida teleskoobid ei näita.

 

Raul Pettai

Tellimine

"Vaba Eesti Sõna" PDF-i täisversioon on tasuline. Kasutajakonto saamiseks tuleb täita tellimus. Maksmise ja tellimise info vaata sisukorrast Lehe tellimine. Tasuda saate krediitkaardiga PayPal'i kaudu siit.

Full PDF version of the paper costs $50 per year. To open your account, please click for more info Lehe tellimine. You can pay directly through PayPal. This is the safer, easier way to pay online.

Toeta ajalehte

Toeta siin Vaba Eesti Sona!

Donate here to Vaba Eesti Sõna!

Eesti Rahvuskomitee

eanc logo

NY Eesti Maja

em logo

NY Eesti Kool

nyek logo

Eesti Abistamiskomitee

erc logo

Järvemetsa Fund

2014 metsavaim

ESFUSA

eutf logo

Eesti Arhiiv USA's

eausa logo

LA Eesti Maja

laem logo

Kanada Metsaülikool

metsaulikool logo