Igaza volt-e Einsteinnek?

Ezt mind a mai napig nem sikerült maradéktalanul bebizonyítani. Ami hiányzik, az a gravitációs hullámok észlelése és mérése. Hogy a gravitációs hullámok léteznek, az elméletben igazolható, sőt, a gyakorlatban is van már közvetett bizonyíték. Két amerikai csillagász, Russel Hulse és Joseph Taylor ezért kapta meg 1993-ban a fizikai Nobel-díjat. Két egymás körül keringő csillag pályájának változásából következtettek a gravitációs hullámokra, és amit megfigyeltek, az megfelelt annak, amit Einstein teóriája alapján elméletben is ki lehetett számolni.

De magukat a gravitációs hullámokat még senkinek sem sikerült észlelnie. Nem is könnyű feladat. A gravitációs hullámok nagyon gyengék. A Nap és a Föld közötti -- nem éppen csekély -- távolságon legjobb esetben akkora elmozdulást okoznának, amely olyan parányi, mint egyetlen atom átmérője. A technika fejlődése csak napjainkra jutott el odáig, hogy ilyen pontosságú mérést egyáltalán meg lehessen próbálni. Az egyik próba helyszíne Németország, a Hannover melletti Sarstedt-Ruthe. A látogatónak első látásra elég nehéz elképzelnie, hogy komoly és igen drága tudományos kísérletet lát. A szántóföld szélén állunk, az újságírókat szállító busz alig tudott a keskeny úton bemanőverezni a leginkább felvonulási épületre emlékeztető barakkokhoz.

A szerény körülmények oka egyszerű pénzhiány. Eleinte valamelyik masszív hegységbe telepítették volna a kísérletet, hogy a földmozgások minél kevésbé zavarják a mérést. De a kísérlet helyszínét végül azért itt találták meg, mert a terület a hannoveri egyetemé, ezért ingyen ide lehetett jönni. Az állatorvosi tanszék tangazdaságának széléből kanyarítottak ki egy kis darabot. A munkákból, amit csak lehetett, maguk a diákok és doktoranduszok végeztek, csak a földmunkát és a barakk-építést hagyták másra.

Maga a kísérlet igazából roppant egyszerű. Képzeljenek el óriási derékszöget vagy nagy L betűt, amelynek mindkét szára pontosan és egyformán 600 méter. Középről lézersugár indul az L betű mindkét szárába, a végén visszaverődik és visszaérkezik oda, ahonnan elindult. Ha azonban a két sugár nem pont egyformán érkezik vissza, akkor valami meglökte őket, és ez a valami lehet akár egy erős gravitációs hullám is. És ha a fizikusok ilyesmit észlelnek, akkor megvan a bizonyíték. Persze, csak akkor, ha az eltérést nem valamilyen földi mozgás vagy mérési hiba okozta. És ezt nem könnyű megállapítani, mert ha valahol a szomszéd galaxisban felrobban egy csillag, akkor az alsó-szászországi szántóföld szélén a lézersugarak elmozdulása 10 a mínusz 18-dikon méter, vagyis egy atommag átmérőjének egy ezreléke.

Úgyhogy a felvonulási épületben a világ legtökéletesebb tükre és legpontosabb lézere található. A lézersugarak útja a föld alatt olyan csövekben vezet, amelyekben egészen különleges szivattyúval teremtettek egészen kifogástalan vákuumot. A német fizikusok újat alkottak a rezgések csökkentésében is, és a számítástechnikai apparátus is tekintélyes. A munka egyelőre ott tart, hogy összeszerelik a berendezéseket, és a mérésekből nagyjából az első év azzal telik majd el, hogy a gravitációs hullámokkal még nem is foglalkoznak, hanem a mérés pontosságát állítják be, a zavarokat szűrik ki aprólékos munkával. Maga az igazi mérés évekig eltarthat. A fizikusok azonban megnyugtatják a napi eseményekhez szokott tudósítót: ez a munka nem is unalmas, és nem is reménytelen. Máris sok sikerélményük volt, amikor az új és minden eddiginél pontosabb berendezéseket összerakták. Ez még nem annyira a tudomány, ez még csak a technika, de ebben sikerült újat alkotni, és a tudós kollégák, még külföldről is, máris lelkesen érdeklődnek. Júniustól a közönség is beleszagolhat a nagy kísérlet levegőjébe, legalábbis abba a részébe, amely nem a pormentes vagy légmentes területen van. A kísérlet a hannoveri világkiállításhoz kapcsolódó projektek egyike.

A hannoveriek összedolgoznak más egyetemekkel is, ami azt jelenti, hogy a Föld négy pontján mérik a gravitációs hullámokat. A másik három az Egyesült Államokban, Olaszországban és Japánban van. Vagyis a mérés sztereóban működik: ha észlelnek valamit, akkor a kis változások még kisebb különbségeiből azt is meg lehet állapítani, honnan érkezett a hullám. Hogy mi lesz az eredmény? Jó néhány év múlva vagy az derül ki, hogy sikerült gravitációs hullámot mérni, és Einstein megkapja az utolsó gyakorlati bizonyítékot is, vagy pedig az derül ki, hogy nincs gravitációs hullám, és Einstein relativitáselméletét újra kell gondolni. Erre azonban senki sem gondol komolyan, mert ha nem sikerül a mérés, akkor sincs veszve semmi: még pontosabb eszközökkel újra lehet próbálkozni. Már tervezik a világűrben elhelyezett műholdakat, amelyek nem 600 méteres, hanem ötmillió kilométeres lézersugarakkal dolgoznak. A felbocsátás 2009-re várható.

Ha sikerül megismerni a gravitációs hullámok természetét, akkor a tudósok választ kaphatnak a világ keletkezése, a sokat emlegetett ősrobbanás körüli kérdésekre, mert azt tételezik fel, hogy az akkor keletkezett gravitációs hullámok még ma is megvannak. És ha az ősrobbanás óta mostanáig tudtunk várni, akkor az a pár év, ami hátravan, már nem is tűnik olyan soknak.

2000. május