Tak brzmi fala grawitacyjna – posłuchaj nagrania

Jeśli jesteś jednym z milionów ludzi jarających się pierwszym przypadkiem bezpośredniego wykrycia fali grawitacyjnej, wiemy, co czujesz. W końcu nie co dzień otwiera się przed nami zupełnie nowe okno na wszechświat.

Jednak, zanim do reszty odpłyniesz i zaczniesz kontemplować kalejdoskopowe piękno kosmosu i nadludzkie wysiłki geniuszy wydzierających bogom tajemnice wszechświata; nie przegap sposobności, by posłuchać „dźwięku", jaki wydała ta czasoprzestrzenna zmarszczka, przechodząc przez Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych (ang. Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory, LIGO, przyp. tłum.). Nagranie pojawia się na początku filmu opublikowanego przez Caltech, objaśniającego odkrycie.

Film objaśniający odkrycie fali grawitacyjnej:

Caltech/YouTube

To, co słyszysz, to puls wszechświata, a LIGO to stetoskop. Jednak choć dzisiejsze przełomowe wieści w większości wypadków są przedstawiane jako pierwszy przypadek, gdy udało się „usłyszeć" kosmos, warto z bliska przyjrzeć się, o co chodzi.

Po pierwsze, ten delikatny, przypominający kapanie dźwięk, który słychać na początku filmu, to przetworzona wersja zapisu drgania wywołanego przez falę grawitacyjną, pochwyconego wczesnym rankiem 14 września 2015 roku. LIGO nie nagrało dokładnie tego dźwięku, gdy fala przechodziła przez jego interferometry. Obserwatorium wychwyciło natomiast mikroskopijne zaburzenie grawitacyjne, gdy fala zahaczyła o promień lasera wewnątrz jego rozległych tuneli. Trwało ono tylko 20 milisekund, a aparatura, która je zanotowała, jest zdolna do pomiarów częstotliwości z dokładnością odpowiadającą wykryciu jednego ludzkiego włosa na cztery lata świetlne.

W rezultacie otrzymano impuls tak krótki i słaby, że trzeba było go wielokrotnie wzmocnić, by stał się słyszalny. „Oto co zrobiliśmy: wzięliśmy prawdziwy sygnał i przesunęliśmy nieco jego częstotliwość, ale to wciąż oryginalny sygnał" – tłumaczy Gabriela González, naukowiec z zespołu badawczego LIGO.

Oznacza to, że słyszalna wersja została podciągnięta do wyższej częstotliwości dźwięku. Jeśli chcesz usłyszeć różnicę pomiędzy oryginalnym zapisem fali w porównaniu do podkręconej wersji, którą na okrągło puszczają w mediach, obczaj poniższy film.

Oryginalne częstotliwości fali w porównaniu do przetworzonych. Film:

Caltech/YouTube

Zostawmy jednak zabawy w didżeja. Ważne jest to, że częstotliwości fal grawitacyjnych mieszczą się w zakresie ludzkiego słuchu. W odróżnieniu od światła, które rozchodzi się w falach o długościach mniejszych, niż ciało, które je wydziela, fale grawitacyjne mają długości większe niż obiekt źródłowy. W tej kwestii są bardziej podobne do energii akustycznej niż do promieniowania elektromagnetycznego. Zapis fal grawitacyjnych jest zatem zbliżony do nagrania dźwiękowego.

„Możemy usłyszeć fale grawitacyjne" – mówi González. „Możemy usłyszeć kosmos. W tym właśnie kryje się piękno tego odkrycia. Od tej pory będziemy nie tylko oglądać wszechświat. Będziemy go również słuchać".