פרס נובל לפיזיקה ניתן השנה לראינר ווייס, בארי באריש וקיפ ת'ורן, מצוות שיתוף הפעולה המדעי LIGO-VIRGO בעבור גילוי גלים כבידתיים שנגרמו עקב מאורע דרמטי בו שני חורים שחורים התמזגו לחור שחור אחד.
 
מהם גלים כבידתיים?
תחילה נסקור בקצרה סוג אחר של גלים המוכר לנו טוב יותר: גלים אלקטרומגנטיים. גלים אלקטרומגנטיים הם גלי הרדיו וכן גלי האור הנראה והבלתי-נראה. ניתן ליצור גלים אלקטרומגנטיים על-ידי האצת מטענים חשמלים. על כך מבוסס, למשל, משדר הרדיו.
באופן דומה כאשר מסות, שהן מטענים כבידתיים, מואצות, הן עשויות לפלוט גלים מסוג שונה: גלים כבידתיים. זוהי תחזית בת למעלה ממאה שנה של תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
מתברר שעצמתם של גלים כבידתיים היא בדרך כלל קלושה וזאת מאחר וכוח הכבידה הוא כוח חלש למדי. זוהי הסיבה שלמרות שעברו כמאה שנה מאז שנכתבה תורת היחסות הכללית גלים כבידתיים לא נחזו עד כה.
אולם, אם הגופים בתנועה הם בעלי מסה עצומה, עוצמת הגלים הכבידתיים שנפלטת מהם גם היא תהיה גדולה.
 
הפיזיקאי קיפ ת׳ורן, אחד מהזוכים היום, ערך את החישוב של עצמת הגלים הכבידתיים הנגרמת ממיזוג של שני חורים שחורים. הוא גרס שכאשר שני חורים שחורים קורסים לחור שחור אחד הם פולטים אנרגיה עצומה בדמות גלים כבידתיים. לדידו, אם רק נשכיל ל״האזין״ לתבנית של הגלים הכבידתיים הנפלטים בתהליך הזה נוכל לשחזר את המאורע המרתק. בזה בדיוק צפה צוות LIGO !
כיצד צפה צוות LIGO בגלי הגרביטציה? הגלאי של LIGO מבוסס על מכשיר הנקרא אנטרפורמטר. בקצרה, מניחים לשתי אלומות אור שעברו מסלולים שונים להתמזג זו עם זו. לתמונה המתקבלת קוראים תמונת התאבכות.
 
כאשר גלים כבידתיים מתפשטים הם משנים קמעא את המרחב בו הם נעים ובפרט משפיעים על תנועת האור בתוכו. אלומות האור מתמזגות זו עם זה בצורה שונה במקצת עקב שינוי המרחב ומשינוי זה ניתן ללמוד על תבנית הגלים הכבידתיים.
יכולת זו למדוד גלים כבידתיים באופן ישיר נותנת לנו כלי חדש להתבוננות על היקום, ובהחלט צפוי שכלי זה יחשוף בפנינו גופים שמימיים או תופעות שטרם היכרנו, ויפתחו עידן חדש של אסטרונומיה באמצעות גלים כבידתיים.
ואכן, צוות LIGO הצליח להבחין בשינוי תמונת ההתאבכות ולשחזר באמצעותו את המאורע שחולל את הגלים הכבידתיים. הוא הצליח לראשונה בתולדות המדע לצפות בשני חורים שחורים המתמזגים לחור שחור אחד ובשחרור אנרגיה עצומה בדמות גלים כבידתיים. על כך ניתן פרס נובל היום.
 
מומלץ לצפות בסרטון הבא בו מדעני LIGO מדברים על הגילוי והדרך שהם עברו:

וגם בסרטון הבא של יוצר PhD Comics המסביר בצורה פשוטה את אופיים של גלי כבידה ואת עקרונות הפעולה של הגלאי של LIGO:


 
לקריאה נוספת:

1. כתבה של פרס נובל בנושא
2. פוסט מפורט של "מדע גדול, בקטנה" על גלי כבידה