Za odkrycie fal grawitacyjnych przyznano Nagrodę Nobla. Polak pisał o nich już 60 lat wcześniej

Moje prace na temat fal grawitacyjnych powstały prawie 60 lat temu. Po publikacji z 1960 r. praktycznie przestałem się nimi zajmować. A moje badania były zapomniane właściwie przez wszystkich – opowiadał prof. Andrzej Trautman podczas wykładu w Centrum Nauki Kopernik.

Prof. Andrzej Trautman – emerytowany profesor Uniwersytetu Warszawskiego – jest laureatem tegorocznej Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, zwanej „polskim Noblem”. Nagrodę otrzymał w obszarze nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich za teoretyczne wykazanie realności fal grawitacyjnych.

O początkach badań nad falami grawitacyjnymi prof. Trautman opowiadał w czwartek w ramach Wieczoru dla Dorosłych w Centrum Nauki Kopernik.

Czytaj także: Polscy naukowcy, którzy byli blisko Nobla

Trautman w latach 50. był studentem Politechniki Warszawskiej. „W 1955 r. słuchałem wykładu prof. Jerzego Plebańskiego, który był uczniem prof. Leopolda Infelda” – wspominał prof. Trautman. Plebański doradził młodemu badaczowi, by przeniósł się do grupy prof. Infelda i by w ramach doktoratu zajął się promieniowaniem grawitacyjnym. Ostrzegł jednak, że Infeld nie wierzy w istnienie promieniowania grawitacyjnego, więc zrobienie doktoratu będzie trudne. „I rzeczywiście to było trudne zadanie” – skomentował prof. Trautman.

I EINSTEIN BYŁ OMYLNY

Prof. Trautman opowiedział o początkach teorii dotyczącej fal grawitacyjnych. Albert Einstein wprowadził pojęcie fal grawitacyjnych w pracy z 1916 r. „Taka ciekawostka: ta praca zawiera błąd – można powiedzieć rachunkowy, ale bardzo istotny. Końcowe wyniki, wzory na wielkość promieniowania są (tam – przyp. PAP) niedobre” – powiedział Andrzej Trautman. I dodał, że błąd ten został poprawiony dopiero po kilku latach.

W 1936 r. Einstein i Nathan Rosen podjęli próbę opisania płaskich fal grawitacyjnych. „Wybierając odpowiedni układ współrzędnych doszli do wniosku, że nie ma dobrych rozwiązań, bo we wszystkich rozwiązaniach, które udało im się znaleźć, pokazywały się w konieczny sposób osobliwości.(…) Wysłali do Physical Review pracę, w której kwestionowali istnienie fal grawitacyjnych na tej podstawie” – opowiadał Trautman. Recenzent pracy zasugerował jednak, że wyniki prac wiążą się z wyborem źle dopasowanego układu współrzędnych. „Pierwszy raz się zdarzyło, że praca Einsteina (…) dostała krytyczną recenzję” – skomentował prof. Trautman. Dodał, że Einstein był bardzo oburzony krytyką. „Teraz już wiemy, że recenzentem był przyjaciel Einsteina z Princeton, (Howard Percy – przyp. PAP) Robertson. O ile wiem, nie przyznał się Einsteinowi, że to on” – uśmiechnął się prof. Trautman. Einstein uwzględnił jednak sugestie recenzenta i wysłał publikację do innego czasopisma, dalej negując istnienie fal.

Z Einsteinem współpracował przez jakiś czas Leopold Infeld (wspólnie z Baneshem Hoffmannem opracowali nową metodę rozwiązywania równań ruchu ciał, która nazywa się teraz metodą EIH). I Infeld podzielał opinię Einsteina o tym, że fale grawitacyjne nie istnieją.

ROBIĆ SWOJE – NAWET WBREW WSZYSTKIM

Jednak mimo wątpliwości swojego promotora, Andrzejowi Trautmanowi udało się zebrać argumenty na rzecz istnienia fal grawitacyjnych. Pokazał, że energia układu, który emituje fale grawitacyjne, maleje (a nie było to oczywiste do pokazania).

Trautman zaprezentował swój pomysł brytyjskiemu uczonemu Felixowi Piraniemu, który przyjechał do Warszawy. I jeszcze przed doktoratem polski fizyk został zaproszony na brytyjski King’s College, gdzie wygłosił na temat swoich badań cykl wykładów. W prelekcjach tych uczestniczyli wybitni badacze, w tym Hermann Bondi. „On napisał do Infelda, że to co robię jest całkiem dobre” – powiedział fizyk. Kiedy Andrzej Trautman wrócił do Polski, otrzymał tytuł doktora. „To nie było oczywiste, bo Infeld nie akceptował wniosków z moich prac. To jeden z niewielu przypadków w historii nauki, kiedy ktoś dostaje doktorat za pracę, której wyników promotor nie akceptuje” – skomentował badacz fal grawitacyjnych.

Prof. Trautman powiedział jednak, że Leopold Infeld nie do końca życia był niedowiarkiem, jeśli chodzi o istnienie fal grawitacyjnych. „Osobą, którą udało się przekonać Infelda do fal, była moja żona, która także była doktorantką Infelda” – uśmiechnął się prof. Trautman.

Podczas pobytu w Londynie Trautman poznał Ivora Robinsona. Badaczom udało nam się znaleźć dokładne rozwiązania równań Einsteina. Ta praca zapoczątkowała cykl kolejnych bardzo ważnych badań.

„To była praca z 1960 r. Potem właściwie przestałem się zajmować falami grawitacyjnymi. Moje prace na ten temat powstały prawie 60 lat temu. Były zapomniane właściwie przez wszystkich” – powiedział Trautman i dodał, że tylko dzięki temu, że ostatnio zaobserwowano fale grawitacyjne w eksperymencie, przypomniano sobie o jego badaniach. I – jak ocenił – dlatego właśnie teraz dostał nagrodę FNP.

Autor: Ludwika Tomala
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl
Fot.: youtube.com/Veritasium screen