GR20/Amaldi10: Zbliża się czas wielkich odkryć związanych z grawitacją
Grawitacja już wkrótce powinna zacząć odsłaniać swe tajemnice. O nadchodzącym przełomie świadczą wyniki prac naukowców z całego świata, zaprezentowane podczas wielkiej konferencji grawitacyjnej GR20/Amaldi10 w Warszawie.
W Warszawie zakończyła się ogólnoświatowa konferencja grawitacyjna GR20/Amaldi10. Wśród niemal tysiąca najwybitniejszych fizyków, astronomów i matematyków z całego świata panowały nastroje pełne wyważonego optymizmu. W opinii wielu naukowców już w najbliższych latach można spodziewać się znacznego postępu w teoretycznych i doświadczalnych badaniach nad grawitacją, stymulowanego dynamicznym rozwojem nowoczesnych technik obserwacji dalekiego kosmosu i fal grawitacyjnych.
„Nowe badania, związane z obserwowalnymi efektami teorii grawitacji Einsteina, rozwijają się w zadziwiającym tempie. Podczas konferencji można było wysłuchać wielu naprawdę świetnych prezentacji i wykładów. Lecz często równie ważne, a może nawet ważniejsze, okazują się dyskusje prowadzone w kuluarach. Niektóre z nich były dla mnie szczególnie ekscytujące” –powiedział prof. Roger Penrose z University of Oxford.
Prof. Carlo Rovelli z Aix-Marseille Université, znany z prac nad pętlową teorią grawitacji, stwierdził natomiast: „W czasach mojego dzieciństwa czarne dziury i fale grawitacyjne wydawały się czymś zupełnie nierealnym. To absolutnie fascynujące, że dziś stajemy przed szansą praktycznie bezpośredniej obserwacji tych obiektów i zjawisk. Obserwacje te będą miały fundamentalne znaczenie dla naszego rozumienia świata i dla rozwoju współczesnych i przyszłych teorii grawitacji”.
Prof. Tomasz Bulik z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego podkreślił z kolei, że dotychczas obserwowaliśmy Wszechświat niemal wyłącznie za pomocą fal elektromagnetycznych. „Obecnie jesteśmy coraz bardziej przekonani, że stoimy u progu rozkwitu astronomii grawitacyjnej, w której rolę światła przejmą fale grawitacyjne. Entuzjazm wśród uczestników konferencji jest duży, mamy bowiem podstawy sądzić, że do pierwszych obserwacji fal grawitacyjnych może dojść nawet w ciągu kilku lat” – powiedział prof. Bulik.
„To doskonale, że wciąż pojawiają się wykłady i sesje równoległe poświęcone klasycznym aspektom ogólnej teorii względności” – zauważył prof. Jerzy Lewandowski, przewodniczący polskiego komitetu organizacyjnego Konferencji. Jednym z takich klasycznych zagadnień jest kolaps grawitacyjny i formowanie się czarnych dziur. Obecnie proces ten jest już dobrze rozumiany i opisany matematycznie, co przedstawił na swoim wykładzie Sergiu Klainerman z Princeton University. „Co ciekawe, wniosek z pionierskich prac Stevena Hawkinga mówiący o tym, że czarna dziura w stanie równowagi jest całkowicie opisywana przez dwa parametry – masę i moment pędu – matematycznie wciąż jest otwartym problemem. Z powiązanego z tym zagadnieniem wykładu Piotra Bizonia z Uniwersytetu Jagiellońskiego płynął pesymistyczny wniosek: w obecności ujemnej stałej kosmologicznej, asymptotycznie pusty wszechświat jest niestabilny w związku ze spontanicznym formowaniem się czarnych dziur” – powiedział prof. Lewandowski.
Zaskakujące, ale metody matematyczne rozwijane dla potrzeb ogólnej teorii względności okazały się użyteczne przy opisywaniu zagadnień z fizyki całkowicie niezwiązanej z grawitacją – przy zjawiskach zachodzących w ciałach stałych. Prof. Garry Horowitz z University of California w Santa Barbara z użyciem rozwiązań równań Einsteina prowadzących do czarnych dziur otrzymał jakościowo nowe wyniki dotyczące nadprzewodników wysokotemperaturowych.
Istotną częścią programu Konferencji GR20/Amaldi 10 były również zagadnienia z zakresu grawitacji kwantowej. Gwałtowny rozwój prac w tej dziedzinie sugeruje, że znalezienie działającej teorii kwantowej grawitacji, zdolnej do formułowania weryfikowalnych przewidywań, jest już w zasięgu ręki. Mówił o tym w swoim wykładzie o pętlowej grawitacji kwantowej prof. Thomas Thiemann z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Badania nad grawitacją, zwłaszcza kwantową, wydają się nie mieć znaczenia praktycznego. To po prostu nieprawda. Są one ważnym czynnikiem w rozwoju wyrafinowanych metod matematycznych, które, jak uczy historia nauki i techniki, prędzej czy później znajdują zastosowania. Z kolei postęp w technikach obserwacyjnych, konieczny dla weryfikowania teorii, skutkuje powstawaniem nowych technologii. Nie można również odrzucać możliwości zupełnie zaskakujących zastosowań. Gdy Albert Einstein zaczynał zastanawiać się nad prędkością światła i grawitacją, nikt nie mógł nawet przypuszczać, że sto lat później ludzie będą dzięki satelitom i teorii względności odnajdywali drogę do najbliższego bankomatu.
Kolejna Międzynarodowa Konferencja Ogólnej Teorii Względności i Grawitacji odbędzie się w 2016 roku w Nowym Jorku. Miejscem jedenastej Konferencji Edoardo Amaldiego o Falach Grawitacyjnych będzie za dwa lata koreańskie miasto Gwangju.
Międzynarodowe Konferencje Ogólnej Teorii Względności i Grawitacji są organizowane co trzy lata pod auspicjami Międzynarodowego Stowarzyszenia Teorii Względności i Grawitacji. Tegoroczna, dwudziesta konferencja odbyła się w dniach 7-13 lipca wspólnie z przeprowadzaną co dwa lata Konferencją Edoardo Amaldiego o Falach Grawitacyjnych Międzynarodowego Komitetu Fal Grawitacyjnych. Polskimi organizatorami konferencji GR20/Amaldi10 byli Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Polskie Towarzystwo Relatywistyczne. Patronat nad konferencją sprawowali prezes Polskiej Akademii Nauk i rektor Uniwersytetu Warszawskiego.
