آشکارسازی امواج گرانشی برای چهارمین بار

LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)
1,104

دانشمندان یک بار دیگر و برای چهارمین بار در دو سال اخیر موفق به آشکارسازی امواج گرانشی شدند. رویدادی که این بار و برای اولین مرتبه به صورت هم‌زمان به وسیلهٔ سه آشکارساز به ثبت رسید.

این اولین بار است که آشکارساز امواج گرانشی ویرگو موفق به ثبت امواج گرانشی می‌شود. به این ترتیب در کنار دو آشکارساز لایگو اکنون برای اولین بار توانسته‌ایم به‌طور هم‌زمان و با سه رصدخانه این رویداد را به ثبت برسانیم.

رویداد امواج گرانشی اخیر که GW170814 نام دارد بر اثر ادغام دو سیاهچاله با جرم‌های ۳۱ و ۲۵ برابر جرم خورشید پدید آمده است. در این فرآیند انرژی‌ای معادل سه برابر جرم خورشید به صورت امواج گرانشی آزاد شده تا در نهایت سیاهچاله‌ای با جرم ۵۳ برابر جرم خورشید باقی بماند. این رویداد در فاصلهٔ ۱/۸ میلیارد سال نوری از زمین رخ داده است.

طرحی گرافیکی از دو سیاهچالهٔ در حال ادغام.
Credit: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

جرم سیاهچاله‌ها در این رویداد نیز مشابه رویدادهای قبلی است. هنوز به‌طور دقیق نمی‌دانیم که این سیاهچاله‌ها‌ی سنگین که جرمی معادل چند ده برابر جرم خورشید دارند چگونه شکل گرفته و در چه فرآیندی در چنین سامانه‌های دوتایی جای می‌گیرند. البته نظریه‌های مختلفی در رابطه با چگونگی شکل‌گیری این سامانه‌ها وجود دارد. برخی دانشمندان گمان می‌کنند انفجار ابرنواختری ستاره‌های جمعیت سوم (ستاره‌هایی که می‌توانند جرم بیشتری به خود بگیرند) منجر به تشکیل این سیاهچاله‌های سنگین می‌شود. نظریه‌ای دیگر نیز احتمال ادغام چندین جرم کوچک‌تر را در خوشه‌های ستاره‌ای فشرده بررسی می‌کند.

امواج گرانشی

مفهوم امواج گرانشی برای اولین بار حدود صد سال پیش مطرح شد و آلبرت اینشتین در نظریهٔ نسبیت عام وجود چنین امواجی را پیش‌بینی کرد. طبق این نظریه‌ ادغام اجرام سنگین در عالم می‌تواند منجر به ایجاد آشفتگی‌هایی در بافتار فضا زمان شود. به عبارتی در زمان انتشار امواج گرانشی تمام بافتار فضا زمان با تغییر مواجه می‌شود.

آشکارسازی امواج گرانشی اما کار آسانی نبود و پس از گذشت صد سال از انتشار نظریهٔ نسبیت عام دانشمندان توانستند این امواج را به‌ صورت مستقیم به ثبت برسانند. اکنون رصد امواج گرانشی همچون دریچه‌ای نو به روی کیهان است. امواجی که اطلاعات ارزشمندی را از دوردست‌های کیهان برای‌مان به ارمغان می‌آورند.

همکاری لایگو و ویرگو

آشکارساز اروپایی ویرگو از ده مرداد امسال و پس از گذراندن اصلاحاتی که منجر به افزایش حساسیتش شد فعالیت خود را دوباره آغاز کرد تا تعداد رصدخانه‌های فعال امواج گرانشی در دنیا به سه برسد. این در حالی است که دو آشکارساز لایگو از حساسیت بیشتری نسبت به ویرگو برخوردارند.

نمایی هوایی از رصدخانهٔ امواج گرانشی ویرگو در ایتالیا.
Credit: Virgo Collaboration

حال دانشمندان می‌توانند با توجه به اختلاف زمانی ثبت هر موج گرانشی توسط هر کدام از این آشکارسازها محل انتشار امواج گرانشی را در آسمان با دقت بیشتری مشخص کنند. با استفاده از دو آشکارساز لایگو دقت تعیین مکان انتشار امواج بسیار پایین و در حدود ۱۱۶۰ درجه مربع بود. اما اکنون و با اضافه شدن ویرگو دقت اندازه‌گیری می‌تواند به ۶۰ درجهٔ مربع برسد.

هر چند که هنوز این میزان از دقت نیز برای تعیین مکان دقیق رویداد کافی نیست. برای مقایسه کافی است بدانید قرص ماه کامل، که یکی از اجرام گستردهٔ آسمان است، تنها یک چهارم درجهٔ مربع از آسمان را اشغال کرده است.

پس از آشکارسازی رویداد اخیر فراخوانی فوری به تلسکوپ‌های فضایی و زمینی مختلف صادر شد تا شاید سرنخی از این رویداد در بازهٔ امواج الکترومغناطیس نیز دیده شود. البته در این رصدها چیزی ثبت نشد چرا که در این رویداد با ادغام دو سیاهچاله روبه‌رو بودیم. اما اگر در آینده بتوانیم امواج گرانشی حاصل از ادغام ستاره‌های نوترونی را آشکار کنیم ثبت داده‌ در طول موج‌های دیگر به موضوعی مهم و ارزشمند تبدیل می‌شود.

داستان امواج گرانشی پس از گذشت صد سال از آغاز به قسمت‌های جذاب خود رسیده است. بدون شک در آینده باید منتظر اخبار بیشتری در این زمینه باشیم.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.