Pojutrišnjem petnajst minut čez peto uro zjutraj po srednjeevropskem času bo evropska raketa vega iz izstrelišča Kourou v Francoski Gvajani predvidoma v vesolje ponesla znanstveno postajo Lisa Pathfinder, opremljeno z napravami za odkrivanje oziroma merjenje gravitacijskega valovanja. Sto let po objavi splošne teorije relativnosti (25. novembra 1915) se bo tako človeštvo lotilo doslej najambicioznejšega projekta za pridobitev izkustvenega dokaza za teorijo Alberta Einsteina.
Kjer koli v času
Po Einsteinovi teoriji nastaja gravitacijsko valovanje takrat, ko masa dobi (pozitivni ali negativni) pospešek, denimo po eksploziji zvezd (supernov), ob rotiranju črnih lukenj ali pri velikem poku, širi pa se s svetlobno hitrostjo in po vzorcu, podobnem valovanju vode, v katero vržemo kamen. Valovanje ukrivlja prostor in čas, frekvenca valovanja je odvisna predvsem od mase, ki ga je sprožila, amplitude pa so zelo majhne. Gravitacijskemu valovanju smo pravzaprav izpostavljeni ves čas, a ker je za ukrivljanje prostora potrebne veliko energije, so spremembe tako neznatne, da jih doslej ni bilo mogoče izmeriti niti na Zemlji niti v vesolju. Gre za milijardinke milimetra (ali desettisočinke premera protona), zaradi česar je Einstein sam dvomil, da bo gravitacijsko valovanje sploh mogoče kdaj izmeriti.
Kdor je konec lanskega leta gledal znanstveno močno odmeven film Christopherja Nolana Medzvezdje (Interstellar), se bo morda spomnil. Kar ima hčerka nekdanjega Nasinega astronavta Cooperja za delo duha (padajoče knjige s polic), so v resnici v Morsejevem oziroma dvojiškem sistemu sporočila, ki jih iz črne luknje pošilja Cooper sam. Kajti tako kot je človek lahko v trirazsežnostnem prostoru na kateri koli poljubni točki, tako je lahko – v skladu s splošno teorijo relativnosti – tudi na »kadar koli« poljubni točki prostorsko-časovnega okvira, torej kjer koli v času.
Lisa (Laser interferometer space antenna), torej laserska interferenčna vesoljska antena, je, skrajno poenostavljeno rečeno, merilni sistem, ki naj bi, kot upajo znanstveniki Evropske vesoljske agencije, gravitacijsko valovanje prvič neposredno izmeril. Tokratna odprava išče pot (pathfinder) za to oziroma je prva faza dolgoročnega projekta. V približno poltonski postaji, ki bo »lebdela« nekako poldrugi milijon kilometrov od Zemlje (na točki, kjer se gravitaciji Zemlje in Sonca »izničita«), bosta dvokilogramski kocki iz zlitine zlata in platine prosto krožili v svojih orbitah, 38 centimetrov oddaljeni druga od druge, interferenčni laser pa bo zaznaval morebitne spremembe razdalje med njima.
Dolgoročni projekt
Pathfinder v predvidenih šestih mesecih »obratovanja« gravitacijskih valov še ne bo zaznal, saj je namenjen preizkušanju opreme za »pravo« odpravo Lisa, imenovano eLisa (evolved ali razvita). Ta naj bi se začela leta 2034, ko namerava Esa s tremi sateliti na točkah enakostraničnega (s stranico, dolgo pet milijonov kilometrov) trikotnika izmeriti morebitna odstopanja v razdalji med njimi zaradi gravitacijskega valovanja. Dolgoročnost projekta je na eni strani posledica znanstvene in tehnološke težavnosti projekta, ki se je začel leta 2000, na drugi strani pa umika ameriške vesoljske agencije Nasa (leta 2011), zaradi česar je Evropa morala v celoti prevzeti financiranje. To je zdaj večji problem, saj bi z znanstvenega stališča projekt lahko začeli tudi pred letom 2034. Če bo seveda odprava Pathfinder prinesla pričakovane rezultate.
Lisa pa ni edino upanje znanstvenikov, da bi lahko v vesolje razen z elektromagnetnimi (torej vidno in nevidno svetlobo, radijskimi, rentgenskimi in žarki gama) gledali tudi z gravitacijskimi valovi. V zadnjem desetletju je bilo zgrajenih nekaj zemeljskih laserskih interferometrov (Geo600 pri nemškem Hannovru, Virgo pri italijanski Pisi, Hanford in Livingstone v ZDA, Japonci pa končujejo Kagro blizu mesta Hiba v tokijskem zalivu) in čeprav je z najnovejšo generacijo naprav mogoče gledati več kot milijardo svetlobnih let daleč v vesolje, predvsem zaradi šuma oziroma motenj, ki jih na Zemlji ni mogoče odstraniti, gravitacijskega valovanja doslej niso zaznali.
A tudi eden od dveh znanstvenih vodij Esinega projekta Lisa, Karsten Danzmann z nemškega inštituta Maxa Plancka, je nedavno priznal, da se bo kolegom na Zemlji morda posrečilo še precej pred letom 2034. Kot je pokazala lanska kratkotrajna senzacija z zaznavo domnevnih valov velikega poka (torej dogodka izpred skoraj 14 milijard let), ki je bila v resnici posledica popačenj meritev zaradi kozmičnega prahu, utegne šele »dokaz iz vesolja« razbliniti vse dvome. or
