Zamislite kuglu na zategnutom, elastičnom platnu. Ona, zavisno od svoje mase, manje ili više ugiba platno i deformiše ga. Ta deformacija je dobra predstava onog što se u svemiru zaista i događa: masivna tela deformišu prostor oko sebe.

Ako kugla naglo nestane platno se odmah ispravi, ali ne bez posledica, jer njime prostruji talasni udar. U misaonom eksperimentu u kome bi netragom nestalo Sunce, dogodilo bi se nešto slično. Međutim, zvezde u svemiru ne iščezavaju, pa ćemo zamisliti drugu scenu: dve zvezde, ili dve crne rupe, svejedno, se okreću jedna oko druge. U takvom svom plesu one kroz prostor brzinom svetlosti šalju gravitacione talase. Evo ilustracije:

Tako kaže teorija. Prvu ideju o prostiranju gravitacionih talasa izneo je Ajnštajn pre ravno 100 godina, a kasnije ona je potvrđena u radovima više fizičara (Rasel Hals i Džozef Tejlor su za to podelili Nobelovu nagradu 1993.) ali su sve do nedavno gravitacioni talasi postojali samo u matematičkim jednačinama koji opisuju spajanje crnih rupa i drugih veoma masivnih tela poput zvezda. Međutim, trebalo je to i praktično dokazati. Trebalo je detektovati gravitacioni talas. Tako je nastao zadivljujuće precizan instrument – opservatorija nazvana LIGO

LIGO je akronim od Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, a što je na našem jeziku Laserska interferometarska opservatorija za gravitacione talase. Ukratko LIGO se sastoji od dva džinovska laserska postrojenja. Jedno se nalazi u Hendorfu u državi Vašington, a drugo, 3002 kilometara jugoistočno, u Livingston Parišu, u Lujzijani. Zašto dva postrojenja? Pa, tako se prikupi više informacije koje mogu međusobno da se provere, tj. dobiju se pouzdaniji rezultati. Sem toga, putem triangulacije moguće je odrediti položaj gravitacionog izvora na nebu. Sasvim pojednostavljeno: oba instrumenta su sastavljena od po dve, četiri kilometra duge cevi koje se na kraju spajaju pod pravim uglom. Kroz svaku cev se ispaljuju laserski zraci koji se u spoju dugih cevi sudaraju. Laserski zraci su tako podešeni da se u tački njihovog sudara poništavaju. To je normalno stanje kada se ništa važno ne događa. Ali čitavo postrojenje je napravljeno da detektuje gravitacione talase, koji su sami po sebi izuzetno slabi. Kada jedan takav stigne on za nijansu deformiše – sve, pa i cevi, ali pošto su one pod uglom od 90 stepeni svaka doživi različito izobličenje. Ne treba ni pominjati da su u pitanju tako tanane deformacije da ih mi ne osetimo. Ali osete ih laserski zraci tako da se pod udarom gravitacionog talasa oni više ne poništavaju nego stvaraju karakterističnu interferometrijsku sliku pogodnu za kompjutersku analizu. Ceo LIGO koštao je 620 miliona dolara.

Ono što zadivljuje kod ovog instrumenta je njegova neverovatna osetljivost. Da bi se ta osetljivost postigla inženjeri su učinili sve što im je bilo moguće. Iz cevi je isisan vazduh tako da u njima vlada pritisak jednak, pazite sad: jednom bilionitom delu atmosferskog pritiska! Ogledala u koja udaraju laserski zraci su besprekorna. Kada bi naša Zemlja bila toliko glatka njene planine bi bile visoke svega 2,5 centimetara. Ogledala su pokretna, ali o kakvoj pokretljivosti govorimo? Ona mogu da se pomere za manje od milionitog dela metra. Detektor u Lujzijani u stanju je da oseti kada drvoseče rade kilometar i po dalje. Smetaju mu i vibracije nastale od prolaska teretnih vozova, pa čak i udari okeanskih talasa u obalu udaljenu stotinak kilometara.

Da bi se obezbedila potrebna osetljivosti detektori su maksimalno izolovani pa svaki laserski sistem počiva na četiri čelične platforme poređane jedna na drugu, a svaka je oslonjena na opruge.

LIGO je zajednički projekat naučnika brojnih univerziteta u SAD (MIT, Caltech…), ali i naučnih organizacija iz Britanije, Nemačke, Australije. U rad je uključeno preko 900 naučnika iz sveta.

LIGO postrojenja su počela da rade 2002. godine, ali ni nakon narednih osam godina – nisu zabeležila ništa!

Još na početku rada neki su smatrali da su detektori i dalje suviše grubi da bi primetili gravitacione talase. Zato su 2010-te preduzeti radovi na četiri puta većoj osetljivosti i LIGO je ponovo počeo da radi 2015, a 11. Februara ove godine objavljeno je da je prvi talas zabeležen. Ostalo odlazi u istoriju.

Gravitacijski valovi – otkriće koje je zatalasalo svijet