גל אלקטרומגנטי והמטריקה של המרחב

שלום רב!

פרס נובל בפיסיקה לשנת 2011 ניתן על גילוי ההתפשטות המואצת של היקום. הגילוי מבוסס על סקר אירועי סופרנובה מסוג a1, שהמסקנות העולות ממנו מבוססות בין היתר על ההנחה שהסחה לאדום קוסמולוגית נגרמת מ"מתיחה" של גלים אלקטרומגנטיים עקב מתיחה של המרחב שבו הם עושים את דרכם (האבל עצמו לא קיבל את ההנחה הזו כהסבר להסחה לאדום קוסמולוגית). הגילוי של גלי כבידה באמצעות מתקן הצפיה LIGO ב-14 בספטמבר 2015 וב-11 בפברואר 2016 מבוסס על ההשערה שגלי כבידה מתקדמים במרחב באופן שמכווץ ומותח לחילופין את המרחב-זמן. ועל ההשערה שגל הכבידה העובר דרך המתקן יגרום לשינוי תואם במרחק בין שתי מראות הממוקמות בקצוות של כל אחת משתי זרועות מתקן הגילוי, עקב כך תופרע ההתאבכות ההורסת בין קרני הלייזר העוברות לאורך זרועות המתקן בין המראות, ותתקבל קריאה מתאימה בגלאי. כלומר, בבסיס הגילוי של LIGO עומדת ההשערה שניתן למדוד שינוי במטריקה של המרחב בדרך של מדידת מרחק בין שתי מראות באמצעות אורכו של גל אלקטרומגנטי המשמש לצורך זה כ"סרגל מדידה". מובן, שאם סרגל מדידה היה מתכווץ ונמתח יחד עם התכווצות והתמתחות המרחק אותו הוא מודד, לא היה ניתן למדוד כל שינוי במרחק הנמדד. מכאן ששיטת המדידה של LIGO מניחה שגל אלקטרומגנטי הוא סרגל מדידה כשר למדידת מרחק, כלומר אורכו לא מושפע משינויים במטריקת המרחב. זו לכאורה הנחה הפוכה לזו שעליה נשען הגילוי של ההתפשטות המואצת של היקום, אותה ציינתי למעלה.

נשאלת השאלה האם הענקתו הצפויה של פרס נובל בפיסיקה לשנת 2017 על הגילוי ה"ישיר" של גלי כבידה במתקן LIGO, לא תהיה אבסורדית לאור הענקת הפרס לשנת 2011, ובמילים אחרות, האם אין שתי התגליות הללו מבוססות על הנחות סותרות?

תודה מראש,

מאיר

דילוג לתוכן