What are gravitational waves? - Amber L. Stuver

Tłumaczenie: Marta Konieczna Korekta: Ola Królikowska

["Chciałbym zobaczyć teraz minę Einsteina".]

[Reiner Weiss, współzałożyciel LIGO.]

Około szóstej rano 14 września 2015 roku

At about six o'clock in the morning on September 14, 2015,

scientists witnessed something no human had ever seen:

naukowcy zostali świadkami czegoś, czego nie widział żaden człowiek.

two black holes colliding.

Dwie czarne dziury zderzyły się ze sobą.

Both about 30 times as massive as our Sun,

Obie były ponad 30 razy masywniejsze niż Słońce

they had been orbiting each other for millions of years.

i orbitowały wokół siebie przez miliony lat.

As they got closer together,

Zbliżając się do siebie,

they circled each other faster and faster.

okrążały się coraz szybciej i szybciej.

Finally, they collided and merged into a single, even bigger, black hole.

Wreszcie zderzyły się i połączyły w jeszcze większą czarną dziurę.

A fraction of a second before their crash,

Na ułamek sekundy przed tym zdarzeniem

they sent a vibration across the universe at the speed of light.

wyemitowały w kosmos z prędkością światła wibrację.

And on Earth, billions of years later,

Miliardy lat później detektor zwany

a detector called the Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,

Laserowym Interferometrycznym Obserwatorium Fal Grawitacyjnych,

or LIGO for short,

w skrócie LIGO,

picked it up.

odebrał ją na Ziemi.

The signal only lasted a fifth of a second

Sygnał trwał zaledwie jedną piątą sekundy

and was the detector's first observation of gravitational waves.

i była to pierwsza obserwacja fal grawitacyjnych tego detektora.

What are these ripples in space?

Czym są te "zmarszczki" w kosmosie?

The answer starts with gravity,

Zacznijmy od grawitacji,

the force that pulls any two objects together.

siły przyciągającej dwa dowolne obiekty.

That's the case for everything In the observable universe.

Tak działa wszystko w widzialnym wszechświecie.

You're pulling on the Earth, the Moon, the Sun, and every single star,

Przyciągasz Ziemię, Księżyc, Słońce i każdą gwiazdę,

and they're pulling on you.

a one przyciągają ciebie.

The more mass something has, the stronger its gravitational pull.

Im większa masa, tym silniejsze przyciąganie.

The farther away the object, the lower its pull.

Im dalej jest dany obiekt, tym słabsza jego siła przyciągania.

If every mass has an effect on every other mass in the universe,

Skoro każda masa ma wpływ na każdą inną masę we wszechświecie,

no matter how small,

niezależnie od wielkości,

then changes in gravity can tell us about what those objects are doing.

to zmiany grawitacyjne mówią nam, co dzieje się z tymi obiektami.

Fluctuations in the gravity coming from the universe

Fluktuacje grawitacji napływające z kosmosu

are called gravitational waves.

to właśnie fale grawitacyjne.

Gravitational waves move out from what caused them,

Fale grawitacyjne napływają ze swojego źródła,

like ripples on a pond,

niczym zmarszczki na jeziorze,

getting smaller as they travel farther from their center.

słabnąc w miarę oddalania się od centrum.

But what are they ripples on?

Ale na czym się one tworzą?

When Einstein devised his Theory of Relativity,

Kiedy Einstein stworzył teorię względności,

he imagined gravity as a curve in a surface called space-time.

widział grawitację jako zakrzywienie na powierzchni czasowo-przestrzennej.

A mass in space creates a depression in space-time,

Masa w przestrzeni powoduje wgłębienie na tej powierzchni,

and a ball rolling across a depression will curve

a tocząca się obok piłka zakręci,

like it's being attracted to the other mass.

jakby druga masa ją przyciągała.

The bigger the mass,

Im większa dana masa,

the deeper the depression and the stronger the gravity.

tym większe powstaje wgłębienie i silniejsza jest grawitacja.

When the mass making the depression moves, that sends out ripples in space-time.

Gdy masa tworząca wgłębienie porusza się, tworzy zmarszczki na płaszczyźnie.

These are gravitationl waves.

To właśnie fale grawitacyjne.

What would a gravitational wave feel like?

Czy można je poczuć?

If our bodies were sensitive enough to detect them,

Gdyby nasze ciała były na tyle wrażliwe,

we'd feel like we were being stretched sideways

poczulibyśmy się rozciągani na boki,

while being compressed vertically.

a jednocześnie pionowo spłaszczani.

And in the next instant,

A następnie

stretched up and down while being compressed horizontally,

rozciągani pionowo przy jednoczesnym ściskaniu,

sideways,

na boki,

then up and down.

potem znów góra-dół.

This back and forth would happen over and over

To trwałoby nieustannie,

as the gravitational wave passed right through you.

aż fala grawitacyjna przeszłaby całkowicie przez ciało.

But this happens on such a minute scale that we can't feel any of it.

Dzieje się to jednak w tak małej skali, że nie możemy tego odczuć.

So we've built detectors that can feel it for us.

Stworzyliśmy więc czujniki, które potrafią poczuć to za nas.

That's what the LIGO detectors do.

To właśnie robią czujniki LIGO.

And they're not the only ones.

To nie jedyne takie urządzenia.

There are gravitational wave detectors spread across the world.

Takie czujniki są rozsiane po całym świecie.

These L-shaped instruments have long arms,

Te urządzenia w kształcie litery L mają długie ramiona,

whose exact length is measured with lasers.

których dokładną długość mierzy laser.

If the length changes, it could be because gravitational waves are stretching

Jeśli ta się zmienia, może to oznaczać, że fale grawitacyjne rozciągają

and compressing the arms.

i ściskają ramiona.

Once the detectors feel a gravitational wave,

Kiedy czujniki wykryją falę grawitacyjną,

scientists can extract information about the wave's source.

naukowcy mogą poznać jej źródło.

In a way, detectors like LIGO are big gravitational wave radios.

Czujniki takie jak LIGO to w zasadzie duże odbiorniki radiowe.

Radio waves are traveling all around you, but you can't feel them

Fale radiowe są wokół nas, ale ich nie czujemy.

or hear the music they carry.

Nie słyszymy też muzyki, którą niosą.

It takes the right kind of detector to extract the music.

Potrzeba odpowiedniego czujnika, który ją dla nas odtworzy.

LIGO detects a gravitational wave signal,

LIGO wykrywa źródło fali grawitacyjnej,

which scientists then study for data about the object that generated it.

a naukowcy badają je, żeby dowiedzieć się więcej o obiekcie, który je wysłał.

They can derive information, like its mass and the shape of its orbit.

Mogą wydobyć informacje takie jak masa obiektu czy kształt jego orbity.

We can also hear gravitational waves by playing their signals through speakers,

Możemy też usłyszeć fale grawitacyjne, przepuszczając sygnał przez głośniki,

just like the music a radio extracts from radio waves.

zupełnie jak muzykę z fal radiowych.

So those two black holes colliding sounds like this.

Te dwie czarne dziury, które się zderzyły, brzmią tak.

Scientists call this slide whistle-like noise a chirp,

Naukowcy nazywają ten lekki gwizd ćwierkaniem,

and it's the signature of any two objects orbiting into each other.

charakterystycznym dla dwóch dowolnych obiektów orbitujących wokół siebie.

The black hole collision was just one example

Zderzenie czarnych dziur to tylko jeden przykład tego,

of what gravitational waves can tell us.

co mogą nam powiedzieć fale grawitacyjne.

Other high-energy astronomical events will leave gravitational echoes, too.

Inne wysokoenergetyczne zdarzenia z kosmosu też zostawią grawitacyjne echo.

The collapse of a star before it explodes in a supernova,

Zapadnięcie się gwiazdy tuż przed wybuchem w supernową

or a very dense neutron stars colliding.

czy zderzenie bardzo gęstych gwiazd neutronowych.

Every time we create a new tool to look at space,

Zawsze gdy stworzymy nowe narzędzie do spoglądania w kosmos,

we discover something we didn't expect,

odkrywamy coś, czego się nie spodziewaliśmy,

something that might revolutionize our understanding of the universe.

coś, co może zrewolucjonizować naszą wiedzę o wszechświecie.

LIGO's no different.

Podobnie było z LIGO.

In the short time it's been on,

Przez krótki czas swojego działania

LIGO's already revealed surprises,

LIGO zdążyło ujawnić wiele tajemnic,

like that black holes collide more often than we ever expected.

na przykład, że czarne dziury zderzają się częściej, niż sądziliśmy.

It's impossible to say, but exciting to imagine,

Nie potrafimy jeszcze tego nazwać, ale to niezwykłe wyobrazić sobie,

what revelations may now be propagating across space

że coś niesamowitego może sunąć właśnie przez kosmos

towards our tiny blue planet and its new way of perceiving the universe.

w stronę naszej maleńkiej błękitnej planety

i że zmieni się spojrzenie na wszechświat.