Μετάφραση: Panagiota Prokopi
Επιμέλεια: Lucas Kaimaras
Αυτή είναι μια μαύρη τρύπα,
η Αλίκη.
Και αυτός είναι ένας μαύρος τρύπος,
ο Αλέκος.
Η Αλίκη και ο Αλέκος είναι φίλοι.
Βασικά υπάρχει μια έλξη μεταξύ τους.
Και δείτε τι γίνεται
όταν έρθουν λίγο πιο κοντά.
Εντυπωσιακό;
Όχι, δεν έχει λογοκρίνει κάτι το TED.
Απλά αυτό θα βλέπαμε: απολύτως τίποτα.
Αλλά εμείς οι φυσικοί είμαστε
λίγο περίεργοι και στήσαμε αυτί.
Και τι λέτε να ακούσαμε;
100 ολόκληρα χρόνια μετά την πρόβλεψή τους
από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν,
η πρώτη ανίχνευση
βαρυτικών κυμάτων είναι γεγονός.
Και μ’ αυτή την ανίχνευση
ενεργοποιήσαμε μια εντελώς νέα αίσθηση
για την εξερεύνηση του σύμπαντος.
Νιώσαμε, ακούσαμε,
τον ίδιο τον χωρόχρονο να δονείται.
Νιώσαμε τις διαστάσεις να παραμορφώνονται,
νιώσαμε την ίδια τη γεωμετρία να πάλλεται.
Η εποχή των βαρυτικών κυμάτων
μόλις ξεκίνησε.
Σήμερα λοιπόν θα σας εξηγήσω με απλά λόγια
τι είναι τα βαρυτικά κύματα,
πώς φτάσαμε σε αυτή τη μεγάλη ανακάλυψη
και γιατί τέλος πάντων αυτή η ανακάλυψη
είναι τόσο σημαντική για μας.
Τι είναι λοιπόν τα βαρυτικά κύματα;
Η γενική θεωρία της σχετικότητας
μάς λέει ότι ο χώρος και ο χρόνος,
η σκηνή πάνω στην οποία διαδραματίζονται
τα γεγονότα που παρατηρούμε γύρω μας,
δεν είναι κάτι το απόλυτο και αμετάβλητο.
Αποτελούν μια ενιαία γεωμετρική οντότητα,
τον χωρόχρονο,
ο οποίος μεταβάλλεται,
εξελίσσεται δυναμικά,
καμπυλώνεται παρουσία ύλης και ενέργειας.
Σκεφτείτε, φανταστείτε
πώς καμπυλώνεται μια ελαστική επιφάνεια,
όταν πάνω της αφήσουμε
ένα βαρύ αντικείμενο.
Αυτό είναι η βαρύτητα.
Οι τροχιές των ελεύθερων σωμάτων
καθορίζονται από το πόσο
καμπυλωμένος είναι ο χωρόχρονος
στον χώρο στον οποίο κινούνται.
Η ύλη λέει στον χωρόχρονο
πώς θα καμπυλωθεί
και με τη σειρά του ο χωρόχρονος
λέει στην ύλη πώς θα κινηθεί.
Η βαρύτητα λοιπόν δεν είναι δύναμη,
είναι η γεωμετρία.
ΟΚ.
Ναι, αλλά η δύναμη του Νεύτωνα; 
Δεν υπάρχει δύναμη.
Όλα όσα μάθαμε στο σχολείο
για τη βαρύτητα είναι λάθος.
Το ξέρουμε, έχει αποδειχτεί.
Απλά διδάσκονται ακόμα
επειδή αποτελούν μια εύκολη
και καλή προσέγγιση της πραγματικότητας.
Φαντάζομαι ότι κάποτε το ίδιο θα λέμε
και για τη γενική σχετικότητα, έτσι;
Tα βαρυτικά κύματα λοιπόν,
είναι κύματα καμπυλότητας,
είναι διαταραχές στην ίδια
τη γεωμετρία του χωρόχρονου.
Διαστέλλουν και συστέλλουν
τις διαστάσεις εναλλάξ
και διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.
Αν αυτή τη στιγμή μας διαπεράσει
ένα βαρυτικό κύμα,
θα μας ψηλώσει και θα μας λεπτύνει.
Μη χαίρεστε όμως ακόμα,
γιατί αμέσως μετά
θα μας κοντύνει και θα μας παχύνει.
Δεν χρειάζεται όμως
να ανησυχούμε για τη σιλουέτα μας,
γιατί αυτές οι μεταβολές
είναι πραγματικά ανεπαίσθητες.
Πώς παράγονται τώρα τα βαρυτικά κύματα;
Τα βαρυτικά κύματα παράγονται
από μάζες οι οποίες επιταχύνονται.
Αν λοιπόν θέλαμε
να δημιουργήσουμε βαρυτικά κύματα,
στο εργαστήριο για παράδειγμα,
θα μπορούσαμε να πάρουμε
μια πολύ μεγάλη μάζα
και να την ταρακουνήσουμε
πέρα δώθε πάρα πολύ γρήγορα.
Αλλά υπάρχει ένα μικρό πρόβλημα,
πάρα μα πάρα πολύ μικρό.
Η σταθερά που μας δίνει,
που μας λέει πόσο καμπυλώνεται
ο χωρόχρονος ανά κιλό μάζας,
είναι τόση.
Ο χωρόχρονος δηλαδή
είναι ένα πολύ δύσκαμπτο πράγμα.
Και γι’ αυτό χρειαζόμαστε
απίστευτα μεγάλες μάζες
να επιταχύνονται
σε απίστευτα μεγάλες ταχύτητες.
Και γι’ αυτό έπρεπε
να στρέψουμε το βλέμμα μας ψηλά,
στα πιο βίαια γεγονότα του σύμπαντος.
Πριν περίπου 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια
δύο μεγάλες μαύρες τρύπες πλησίαζαν
επικίνδυνα κοντά μεταξύ τους
σε μια πολύ μακρινή γωνιά του σύμπαντος.
Εδώ τις βλέπετε
σε ένα ωραίο πολύχρωμο φόντο
που μας δίνει την καμπυλότητα του χώρου.
Για να πάρετε μια ιδέα περί κλίμακας,
η μια μαύρη τρύπα
ζυγίζει όσο 36 ήλιοι μαζί,
ενώ η άλλη είναι κατά 7 ήλιους ελαφρύτερη.
Τις χωρίζει μια απόσταση
από δω μέχρι την Κέρκυρα,
την οποία καλύπτουν
μερικές δεκάδες φορές το δευτερόλεπτο,
πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός.
Η συνάντηση αυτή καταλήγει
σε έναν μοιραίο κυκλικό χορό,
όπου οι δύο αυτές μαύρες τρύπες
περιστρέφονται γρήγορα
η μία γύρω από την άλλη
και πετάνε βαρυτικά κύματα
δεξιά κι αριστερά.
Χάνοντας ενέργεια
μ’ αυτό το κρεσέντο βαρυτικών κυμάτων,
οι δύο μαύρες τρύπες τελικά
πλησιάζουν όλο και πιο κοντά,
όλο και πιο γρήγορα,
ώσπου τελικά συγχωνεύονται
σε μια μεγάλη μαύρη τρύπα.
Εκεί κάτω χαμηλά βλέπετε
το σήμα βαρυτικών κυμάτων
που παράγεται από αυτό το γεγονός.
Έτσι λοιπόν ξεκίνησε το ταξίδι
τού βαρυτικού κύματος,
που πλέον είναι ο διάσημος φίλος μας,
γνωστός και ως GW150914.
Προσωπικά, επειδή πέρασα και
μερικούς μήνες στενής επαφής μαζί του,
είμαστε πλέον κολλητοί
και τον φωνάζω απλά G.
Ακολουθούμαστε επίσης και στο twitter.
Και αφού τώρα είμαστε πλέον εξπέρ
στη γενική σχετικότητα
και έχουμε καταλάβει
τι είναι τα βαρυτικά κύματα
και πώς παράγονται και τα λοιπά,
ας προχωρήσουμε
στο πώς φτάσαμε στην ανακάλυψη αυτή.
Η πορεία προς αυτή την ανακάλυψη
δεν ήταν στρωμένη με ροδοπέταλα.
Και μάλιστα δεν έλειψαν
και πολλά παράδοξα.
Μεταξύ πολλών άλλων,
ο ίδιος ο Αϊνστάιν όχι μόνο αμφέβαλλε
για τη δυνατότητά μας
να ανιχνεύσουμε βαρυτικά κύματα,
αλλά πολλές φορές
και για την ίδια τους την ύπαρξη.
Μάλιστα 20 χρόνια
μετά τη διατύπωση της θεωρίας,
επέστρεψε πεπεισμένος ότι τελικά
τα βαρυτικά κύματα δεν υπάρχουν.
Προσπάθησε μάλιστα να δημοσιεύσει
κι ένα σχετικό άρθρο.
Ο συντάκτης όμως
του επιστημονικού περιοδικού,
στο οποίο προσπάθησε
να δημοσιεύσει το άρθρο,
βρήκε, λέει, τα μαθηματικά
του Αϊνστάιν προβληματικά
κι αποφάσισε να απορρίψει το άρθρο.
Ο Αϊνστάιν φυσικά τα πήρε
και αποφάσισε να μην ξαναδημοσιεύσει
ποτέ στο εν λόγω περιοδικό.
Δεν ήξερε όμως ότι ο G είχε ήδη καλύψει 
το 99,99999% της απόστασης
και πλέον περνούσε από κοντινά μας άστρα
τα οποία τα βλέπουμε με γυμνό μάτι
στο νυχτερινό ουρανό μας.
Ιστορική ειρωνεία,
στο ίδιο ακριβώς περιοδικό
δημοσιεύσαμε φέτος
την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.
Παρένθεση:
Ηθικό δίδαγμα, δεν έχει σημασία
τι λέει ο Αϊνστάιν για τη θεωρία του,
η θεωρία του είναι σωστή.
Έτσι λοιπόν μετά από μερικές δεκαετίες
σημαντικών εξελίξεων
φτάνουμε στην κατασκευή
των πρώτων ανιχνευτών τύπου LIGO-Virgο,
ανιχνευτών λέιζερ.
Μετά από μια αναβάθμιση συστήματος
που μας πήρε μόλις τέσσερα χρονάκια
και ολοκληρώθηκε πέρυσι τον Σεπτέμβρη,
και με τη συνεργασία
1.000 και πλέον επιστημόνων
από καμιά 80αριά ινστιτούτα
σε πάνω από 16 διαφορετικές χώρες,
φτάσαμε την τεχνολογία
των ανιχνευτών σε τέτοιο επίπεδο,
σε απίστευτα επίπεδα,
σε επίπεδα που ξεπέρασαν κατά πολύ
τη φαντασία του ίδιου του Αϊνστάιν.
Εδώ βλέπουμε το εσωτερικό του ανιχνευτή.
Ουσιαστικά πρόκειται για τεράστια λέιζερ,
τα οποία μετράνε αποστάσεις
με απίστευτη ακρίβεια.
Μια δέσμη λέιζερ λοιπόν χωρίζεται στα δύο,
καθεμία ταξιδεύει
σε διαφορετικές κατευθύνσεις,
αντανακλώνται σε καθρέφτες
τους οποίους έχουμε τοποθετήσει
4 χιλιόμετρα μακριά κι επιστρέφουν.
Όταν επιστρέψουν, φροντίζουμε
να ξαναενωθούν σαν δύο αντίθετα κύματα
που αλληλοεξουδετερώνονται τελείως
κι έτσι στην οθόνη του ανιχνευτή μας
δεν βλέπουμε τίποτα.
Τώρα περνάει ένα βαρυτικό κύμα
και τι γίνεται:
τα μήκη των δύο διαδρομών
μεταβάλλονται με διαφορετικό τρόπο.
Έτσι τα κύματα, οι δέσμες όταν επιστρέφουν
δεν μπορούν πλέον
να αλληλοεξουδετερωθούν πλήρως
και εμείς βλέπουμε ένα φως
στην οθόνη μας να τρεμοπαίζει.
Αυτό το φωτεινό σήμα είναι το ίχνος
που αφήνει το βαρυτικό κύμα
στον ανιχνευτή μας.
Το εσωτερικό του LIGO έχει κατασκευαστεί
ώστε να είναι πραγματικά
η πιο ήσυχη γωνιά του Σύμπαντος.
Έχουμε φτάσει την τεχνολογία
σε τέτοιο επίπεδο,
που να μπορούμε να μετρήσουμε
σχετικές μεταβολές μήκους
της τάξης του 1 : 10^21.
Είναι σαν να λέμε
ότι μπορούμε να μετρήσουμε
την απόσταση από εδώ
μέχρι το κοντινότερο άστρο,
όχι τον Ήλιο, το κοντινότερο άστρο,
με ακρίβεια μιας τρίχας.
Πλησιάζουμε στην ανακάλυψη.
Αύγουστος του 2015:
έχω παραδώσει τη διατριβή μου
και νομίζω ότι ξεμπέρδεψα.
Μέσα Σεπτέμβρη βρίσκομαι στην Αθήνα,
πάντρευα έναν κολλητό μου,
πίναμε, πίναμε, πίναμε...
πίναμε και μετά το γάμο.
Όσο εμείς πίναμε ο «G»
έμπαινε στο ηλιακό μας σύστημα.
Το επόμενο πρωί, 14 Σεπτέμβρη,
με βρίσκει στον καναπέ
με ένα ζόρικο hangover.
Δεν τα θυμάμαι όλα ακριβώς
αλλά πρόσφατα έλαβα αυτό.
Δε νιώθω τύψεις,
έχει συμβεί σε όλους μας!
Αυτό που όμως θυμάμαι χαρακτηριστικά
είναι ότι ξύπνησα ενοχλημένος
από email alerts γιατί
μόλις είχε συμβεί αυτό.
Ο G λοιπόν αφού ήταν σε κίνηση,
το τελευταίο 1/10 της ιστορίας 
του σύμπαντος,
έφτασε στη Γη εμφανώς εξουθενωμένος,
μας σάρωσε από νότο προς βορρά
και χτύπησε τους δύο ανιχνευτές LIGO,
με διαφορά 7ms.
Δεν το περιμέναμε.
H αλήθεια είναι
ότι στην αρχή δεν το πιστεύαμε καν.
Οι δύο LIGO ήταν έτοιμοι
μόλις για λίγες μέρες
και υπολογίζαμε βασικά
ότι θα μας πάρει κάνα δυο χρόνια ίσως
ώστε να δούμε έστω
και ένα αμυδρό σήμα μέσα στο θόρυβο.
Αλλά η φύση
αποφάσισε να μας κάνει ένα δώρο.
Ήταν δυνατό, ήταν καθαρό, ήταν πανέμορφο.
Σαν να ήθελε να μας πει ότι ναι,
κάτι κάνετε καλά, πάρτε την ανακάλυψη
με την πρώτη μέρα και συνεχίστε.
Πόσο καθαρό ήταν λοιπόν;
Εδώ έχουμε μετατρέψει το σήμα σε ήχο.
Για να το ακούσουμε.
(Ήχος σήματος)
Αυτό που μόλις ακούσαμε
ήταν τα τελευταία 0,2 δευτερόλεπτα
αυτής της πανίσχυρης σύγκρουσης.
Ένα χαρακτηριστικό «γουούπ»
με συχνότητα και ένταση να αυξάνουν
και στο τέλος τίποτα.
Σ' αυτά τα 0,2 δευτερόλεπτα
μάζα ίση με τρεις Ήλιους
μετατρέπεται σε καθαρή ενέργεια
βαρυτικών κυμάτων.
Τρεις Ήλιοι!
Ένα κιλό μόνο αρκεί για να καλύψει
ενεργειακά τη Θεσσαλονίκη για χρόνια!
Μιλάμε για το πιο πανίσχυρο γεγονός
που έχουμε παρατηρήσει ποτέ.
Μιλάμε για ισχύ 50 φορές μεγαλύτερη
απ’ όση δίνουν όλα τα αστέρια
του ορατού Σύμπαντος μαζί.
Και τώρα τι γίνεται; 
Αυτό ήταν μόνο η αρχή.
Κάθε νέο βαρυτικό κύμα που θα ανιχνεύουμε
θα μας λέει και κάτι καινούριο
για το Σύμπαν.
Μάλιστα κινδυνεύουμε
να έχουμε τόση πληροφορία
που να μην προλαβαίνουμε
να επεξεργαστούμε όλα αυτά τα δεδομένα.
Κι αν σκεφτεί κανείς ότι μόνο
για την ανάλυση του G
χρειαστήκαμε
50 εκατομμύρια υπολογιστικές ώρες,
μόνο για μία ανίχνευση.
Η ανάλυση βαρυτικών κυμάτων
είναι υπερβολικά πολύπλοκη,
αλλά εσείς μπορείτε να βοηθήσετε.
Το Einstein@Home είναι ένα πρότζεκτ
που μέσω της εφαρμογής BOINC
μας επιτρέπει
να μοιράζουμε την ανάλυσή μας
σε υπολογιστές χρηστών οι οποίοι
εκείνη την ώρα απλά αράζουν.
Είναι σαν να έχεις μια προφύλαξη οθόνης
που επιτέλους κάνει κάτι.
ΟΚ, αλλά τώρα θα μου πείτε:
γιατί εσείς οι περίεργοι τύποι οι φυσικοί
ακούτε ένα «μπλιπ» 
και παθαίνετε παράκρουση;
Για μένα υπάρχουν τρεις σημαντικοί λόγοι:
Κατ' αρχάς, επιτέλους
ανιχνεύσαμε βαρυτικό κύμα:
τελεία, παράγραφος, Νόμπελ.
Επίσης επιτέλους έχουμε στοιχεία...
(Χειροκρότημα)
Επίσης επιτέλους έχουμε στοιχεία,
ότι εντοπίσαμε μαύρη τρύπα.
Και μάλιστα όχι μία
αλλά δύο μαύρες τρύπες.
Δύο μαύρες τρύπες να συγκρούονται.
Και αυτό μας ανοίγει την όρεξη.
Γιατί;
Γιατί πλέον έχουμε πρόσβαση
σε πληροφορίες που μας έρχονται
από τις πιο ισχυρά
στρεβλωμένες περιοχές του σύμπαντος.
Από τις πιο ισχυρά στραπατσαρισμένες 
περιοχές του χωρόχρονου.
Κι αυτό μπορεί να μας πει πολλά
για τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης.
Επίσης υπάρχει ένας σωρός
άλλα βίαια φαινόμενα
τα οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε
μόνο με βαρυτικά κύματα.
Ένα ωραίο παράδειγμα είναι το εξής:
Το Big Bang μπορούμε να συμφωνήσουμε
όλοι ότι ήταν αρκετά βίαιο.
Μας άφησε λοιπόν μια κοσμική έκλαμψη
η οποία μας δίνει σήμερα μια εικόνα
για το πώς ήταν το νεαρό Σύμπαν.
Όλη η σύγχρονη κοσμολογία
στηρίζεται σ’ αυτή την εικόνα
που βλέπετε εκεί αριστερά,
400.000 χρόνια μετά το Big Bang!
Πιο πριν το Σύμπαν ήταν πολύ πυκνό
και το φως δεν μπορούσε 
να ταξιδέψει ελεύθερα.
Τα βαρυτικά κύματα όμως μπορούσαν
και περνούσαν ανενόχλητα,
όπως περνάνε μέσα από ολόκληρους 
πλανήτες και αστέρια.
Μάλιστα είναι οι μόνοι επιζώντες
του πρώτου δισεκατομμυριοστού
του τρισεκατομμυριοστού
του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου
μετά το Big Bang.
Αυτό μας δίνει μια ιδέα
για το πώς ανοίξαμε μια νέα αίσθηση
στην εξερεύνηση του σύμπαντος.
Και σίγουρα μας περιμένουν
και πολλές εκπλήξεις.
Αυτό για το επιστημονικό κομμάτι,
για την επιστημονική αξία της ανακάλυψης.
Μετά υπάρχουν και οι μη φυσικοί, 
ή αλλιώς οι κανονικοί άνθρωποι,
η Μπουσδούκου,
που έρχονται και με ρωτάνε:
«Χμμ, ωραία όλα αυτά
αλλά πώς θα επηρεάσει τη ζωή μου;»
(Γέλια)
Δεν έχω ιδέα!
(Χειροκρότημα)
Πραγματικά δεν έχω ιδέα.
Οτιδήποτε μπορώ να σκεφτώ αυτή τη στιγμή
είναι τουλάχιστον επιστημονική φαντασία.
Φανταστείτε όμως
ότι το ίδιο θα σκεφτόμασταν
μερικούς αιώνες πριν για τον ηλεκτρισμό.
Και πόσοι από εσάς ξέρατε, ας πούμε,
ότι χωρίς τη Γενική Θεωρία
της Σχετικότητας
σήμερα δε θα υπήρχε το GPS.
Υπάρχει και ένας σωρός άλλα,
τα λεγόμενα spin-offs,
τεχνολογικές εφαρμογές
της τεχνολογίας των ανιχνευτών LIGO,
στη βιομηχανία και αλλού.
Κι ένας σωρός ακόμα καινοτομίες
στην οπτική, τα ηλεκτρονικά συστήματα,
μηχανικά συστήματα και αλλού.
Υπάρχει όμως και μια τρίτη πτυχή,
η οποία συνήθως αγνοείται αλλά
μας επηρεάζει όλους, μας αφορά όλους.
Δουλεύοντας σε μια τέτοια
διεθνή συνεργασία,
κατάλαβα ότι μια τέτοιας
κλίμακας συνεργασία
δεν είναι δύσκολο να δουλέψει.
Πάνω από όλα όμως
μας ένωνε ένας κοινός σκοπός,
μια μεγάλη πρόκληση.
Και πετύχαμε κάτι που ο ίδιος ο Αϊνστάιν
δεν πίστευε ότι ήταν δυνατόν.
Και έτσι βλέποντας όλα αυτά τα νούμερα,
όλα αυτά τα απίστευτα μεγέθη
να μετατρέπονται
σε ανακάλυψη, σε επίτευγμα,
αποκτά κανείς μια διαφορετική
προοπτική για τα πράγματα.
Αυτή τη στιγμή δεν μπορεί να έρθει
κανένας να μου πει, για να παράδειγμα,
ότι ξέρεις, προβλήματα όπως το προσφυγικό,
η ανεργία, η πείνα και η φτώχεια
και η καταπίεση των λαών
ή η κλιματική αλλαγή,
ότι είναι αδύνατο να λυθούν.
Όποιος προσπαθεί
να σας πείσει για κάτι τέτοιο,
να είστε σίγουροι
ότι απλά κρύβει την επιθυμία του
να μη λυθούν ποτέ.
Έτσι η επιστήμη αυτό που μας έδωσε
για ακόμη μια φορά είναι ελπίδα.
Εδώ και χιλιάδες χρόνια
παρατηρούμε το Σύμπαν,
βλέπουμε το Σύμπαν,
τα τελευταία 400
χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια.
Τόσο καιρό όμως, βλέπαμε
τους μουσικούς να παίζουν
αλλά δεν μπορούσαμε
να ακούσουμε τη μουσική.
Το Σύμπαν όμως πάντα μας σιγοτραγουδούσε
κι εμείς μόλις βγάλαμε αυτιά.
Ελάτε να ακούσουμε μαζί
την κοσμική συμφωνία.
(Μουσική)
(Χειροκρότημα)
