إنه مجال جديد ومثير في علم الفلك الحديث. ال إعلان حديث التابع الكشف المباشر عن موجات الجاذبية بواسطة مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) يفتح حقبة جديدة من علم الفلك الرصدي بعيدًا تمامًا عن الطيف الكهرومغناطيسي. حدث هذا الاكتشاف في 14 سبتمبرذ، 2015 وما بعد ذلك حصل على اسم GW150914. حدث هذا بعد وقت قصير من تشغيل LIGO المتقدم في أوائل سبتمبر ، وهي علامة رائعة تتعلق بصحة المعدات.
نتوقع المزيد في المستقبل. ربما لن يكون اكتشاف الموجات الثقالية الثاني مثل الأول ، لكنه بالتأكيد كون غريب هناك. لم يحدث LIGO بين عشية وضحاها. تم تشغيل LIGO الأصلي لمدة عقد تقريبًا بدءًا من عام 2002 ، مع سماع صوت الجاذبية الذي نجح في اجتياز الفحص العلمي. في الواقع ، كانت هناك احتمالات في فيغاس بشأن الاكتشاف المباشر لموجات الجاذبية (جنبًا إلى جنب مع اكتشاف CERN لجسيم هيغز-بوزون) في عام 2013: نأمل ألا يفقد أحد قميصه على ذلك.
ونعم ، يمكنك تتبع الحكاية وصولاً إلى نظرية النسبية العامة لأينشتاين قبل قرن من الزمان عام 1916 ، بافتراض وجود تموجات الجاذبية في نسيج الزمكان. سلطت المحاولات المبكرة للكشف عن موجات الجاذبية باستخدام قضبان ويبر الأسطوانية العملاقة في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي الضوء على مدى صعوبة البحث عن اللافتات الصغيرة في نهاية المطاف. نوع الحركة التي يبحث عنها LIGO هيصغير الحجمبترتيب 1/1000ذقطر البروتون. كل شيء في بيئة LIGO المحلية يهزها أكثر من ذلك ، وهو السبب الرئيسي في الحاجة إلى كاشفين منفصلين جغرافيًا. الكشف غير المباشر عن موجات الجاذبية التي شوهدت في مواطن الخلل في توقيت النجم الثنائي حصل PSR B1913 + 16 على جائزة نوبل في الفيزياء لراسل هولس وجوزيف تايلور في عام 1993.
LIGO مفتوح الآن للعمل ، لكنه ليس اللعبة الوحيدة في المدينة عندما يتعلق الأمر بعلم فلك الموجات الثقالية.
يتحول علم فلك الموجات الثقالية إلى العالمية ، مثل ليجو الهند (يشار إليها أحيانًا باسم نيلي ) حصل على الضوء الأخضر مؤخرًا في أعقاب إعلان الكشف. من المقرر أن تبدأ العمليات العلمية في عام 2019 تقريبًا ، وسيتم إنشاء كاشف LIGO الثالث في الهند. سيعطي هذا LIGO 'المتجه الثالث' الذي تم تصوره في البداية ، مما يسمح للباحثين بتحديد اتجاه المصدر في السماء. هناك أجهزة كشف أخرى قيد البحث أيضًا ، بما في ذلك VIRGO بالقرب من بيزا وإيطاليا و GEO600 في ألمانيا و KAGRA Japan.
حساسيات الأقارب ، بما في ذلك LISA و LIGO و Advanced LIGO. رصيد الصورة: ويكيميديا كومنز / كريستوفر كول ، روبرت بيري ، كريستوفر بيري
لا يتوقف المهندسون عن الإصدار الحالي من LIGO. تمامًا كما تم بناء LIGO المتقدم على الدروس الصعبة التي تعلمتها من LIGO الأصلي للمدرسة القديمة و LIGO المحسّن ، فإن الإصدارات الأحدث ستصقل تلك المهارات والتقنيات ، وتتميز بحساسية أكبر من أي وقت مضى.
ليزا باثفايندر في الفضاء. رصيد الصورة: ESA
ليزا باثفايندر بدأت أيضًا عملياتها العلمية هذا الأسبوع. تم إطلاقه في 3 ديسمبربحث وتطوير، 2015 من كورو ، غيانا الفرنسية ، لن تكتشف ليزا باثفايندر موجات الجاذبية. ومع ذلك ، فإنه سيمهد الطريق لكاشف موجات الجاذبية الفضائي الكامل ، المقرر إطلاقه في وقت ما في ثلاثينيات القرن الحالي. نعم ، من الصعب تخيل أن عام 2030 أصبح الآن أقرب إلينا بمرور الوقت من عام 2000. يرمز eLISA إلى هوائي الفضاء لمقياس التداخل الليزري المتطور ، وسيضم ثلاثة أنواع طيران مجانية لمركبة الفضاء LISA Pathfinder مع خط أساس قياس التداخل يبلغ مليون كيلومتر على أحد الجانبين. كتل اختبار الذهب والبلاتين في رحلة مجانية ابتداء من هذا الأسبوع ، لأول مرة. وُلدت eLISA من المهمة الأصلية المشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ، بعد انسحاب وكالة ناسا من المشروع في عام 2011. ولدى جاكسا أيضًا خطط لكاشف موجات الجاذبية الفضائي يُطلق عليه اسم مرصد ديسي هيرتز لموجات الجاذبية (DECIGO) ، المخطط له للإطلاق في وقت ما حوالي عام 2027.
تصور أحد الفنانين لـ 'الويب النابض'. مصدر الصورة: David Champion / NASA / JPL
-وأخيرًا ؛ هل يمكن استخدام 'شبكات النجوم النابضة' لاكتشاف موجات الجاذبية منخفضة التردد؟ إنها ليست فكرة غريبة كما تبدو. تبحث دراسة حديثة من مرصد أمريكا الشمالية Nanohertz لموجات الجاذبية (NANOGrav) في استخدام الملاحظات الراديوية للنجوم النابضة بالمللي ثانية. على عكس الحدث العنيف الذي شهده LIGO - اندماج ثقبين أسودين كتلة كل منهما حوالي 30 ضعف كتلة شمسنا - يجب إنشاء موجات الجاذبية منخفضة التردد عن طريق دوران ثقوب سوداء ضخمة ناتجة عن اندماجات المجرات. مثل هذا التموج في الزمكان سوف يجتاح الأرض ببطء ، لكنه يكشف عن نفسه في تغيرات دقيقة في التوقيت من النجوم النابضة البعيدة. تخيل الأرض في مركز مثل هذه الشبكة ، 'تتأرجح' بلطف مثل ورقة على بركة عندما تمر التموجات. إن رؤية هذا الاختلاف المنذر عبر مئات من النجوم النابضة سيوفر مسدسًا دخانًا لهذا النوع الفريد من الاكتشاف.
كل الاشياء المدهشة. نحن نعيش الآن في عصر أصبح فيه علم فلك الموجات الثقالية حقيقة واقعة.
توقع المزيد من الاكتشافات المدهشة القادمة!