شکار امواج گرانشی از روی زمین

* از آن جایی که سیاهچاله ها را نمی شود دید، یکی از بهترین امیدهای دانشمندان برای بررسی آن ها، جستجوی چین و شکن های فضا-زمان است که به نام امواج گرانشی خوانده می شوند و گمان می رود توسط سیاهچاله ها پدید می آیند.

امواج گرانشی آشفتگی هایی هستند که در فضا و زمان انتشار می یابند و در اثر رخدادهای خشن مانند برخورد دو سیاهچاله پدید می آیند. این امواج نخست در نظریه ی نسبیت عام انیشتین پیش بینی شدند ولی دانشمندان تاکنون آن ها را نیافته اند.

نمای ماهواره ای LIGO و دو بازوی عمود بر همش
ولی شاید با به راه افتادن تازه ترین گونه ی دستگاه های شکار امواج گرانشی، این شرایط هم دگرگون شود. رصدخانه ی امواج گرانشی با تداخل سنج لیزری (LIGO، لیگو) در حقیقت یک جفت رصدخانه در ایالت های لویزیانا و واشنگتن است که در سال ۲۰۰۲ آغاز به کار نمود. [اکنون] آشکارسازهای حساس تازه ای به هر دو آن‌ها افزوده شده است.

کیپ ثورن، استاد یازنشسته ی فیزیک از بنیاد فناوری کالیفرنیا و یکی از تفسیرگران اصلی لیگو می گوید: «آشکارسازهای پیشرفته ی لیگو که اکنون در حال نصب می باشند، بخش عمده ای از کیهان را خواهند کاوید. ما انتظار داریم سیاهچاله های در حال برخورد را با نرخِ شاید ساعتی یکی و یا شاید سالی یکی ببینیم.»

هر یک از دستگاه های لیگو دو بازوی عمودی به شکل یک L غول پیکر دارد که هر کدام تا حدود ۴ کیلومتر یا ۲.۵ مایل درازا دارند. بازوها در دو انتهایشان آینه هایی دارند که باریکه ای از پرتوی لیزر را به گونه ای پیوسته به پس و پیش می تابانند.

اگر یک موج گرانشی بخواهد از درون زمین بگذرد، یک آشفتگی کوچک در فضا-زمان پدید می آورد که باعث تغییر فاصله ی میان دو آینه ی یکی یا هر دو بازو می شود، و این بستگی به جهت آن موج دارد. دانشمندان با اندازه گیری تفاوت کوچکی که در زمان پیمودن درازای یک بازو نسبت به بازوی دیگر توسط باریکه ی لیزر ایجاد می شود، این تغییر فاصله را اندازه می گیرند.

دیدگاه یک هنرمند از امواج گرانشی پدید آمده
توسط دو سیاهچاله ای که به گرد هم می چرخند.
به پیش بینی ثورن، نخستین یافته ی لیگو در میان سال های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۷ انجام خواهد شد. ثورن به اسپیس دات کام گفت: «بستگی به این دارد که طبیعت چقدر با ما بسازد و راه اندازی یا اشکال زدایی چقدر سریع انجام شود. این ها دستگاه هایی بسیار بسیار پیچیده اند. برای این که آن ها را به حساسیت طرحریزی شده برسانیم نیاز به انجام میزان فراوانی کار دقیق توسط آزمایشگران بسیار عالی داریم.»

اگر لیگو در یافتن امواج گرانشی پیروز شود، پیامدهایی گسترده خواهد داشت. این کشف نه تنها وجود این پیچ و تاب های متحرک در فضا-زمان را تایید خواهد کرد، بلکه آگاهی های ارزشمندی درباره ی سرشت سیاهچاله ها یا دیگر اجرامی که این پیچ و تاب ها را پدید می آورند به ما خواهد داد.

دانشمندان با بررسی "شکل امواج" گرانشی، می توانند آگاهی ها و اطلاعاتی درباره ی اجرامی که آن ها را آفریده اند به دست بیاورند. برای نمونه، بر پایه ی همانندسازی های نظری ، یک موج گرانشی که از برخورد دو سیاهچاله تولید شده باشد شکل موجی ویژه و معینی خواهد داشت.

ثورن می گوید: «ما خواهیم توانست برای هر جفت سیاهچاله بگوییم که چه جرمی داشته اند، چرخش آن ها چقدر و چگونه بوده، مدارشان چه شکلی بوده، و نیز این که در کجای کیهان جای داشته اند -- در کجای آسمان و چه فاصله ای از ما قرار دارند. بنابراین مقدار هنگفتی اطلاعات در شکل امواج نهاده شده، هم درباره ی پیش بینی های نسبیتی از فضا-زمانِ پیچ خورده و هم درباره ی آن چه که برای سیاهچاله ها در کیهان روی می دهد.»

در همین زمینه: * دو ستاره در حال مرگ نظریه انیشتین را می آزمایند * چین خوردگی در فضا-زمان با امواج شوک 

واژه نامه:
black hole - space-time - gravitational wave - Einstein - general theory of relativity - Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory - LIGO - California Institute of Technology - Kip Thorne - laser - waveform - Gravity Wave

منبع: SPACE.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه