ضرب البرق مرتين - ربما ثلاث مرات - ويأمل علماء من مرصد الموجة التداخلية بالليزر ، أو ليجو ، أن تكون هذه مجرد بداية لعصر جديد من فهم كوننا. جاء هذا "البرق" في شكل موجات جاذبية مراوغة يصعب اكتشافها ، تنتجها أحداث عملاقة ، مثل تصادم ثقوب سوداء. الطاقة المنبعثة من مثل هذا الحدث تزعج نسيج المكان والزمان ، تمامًا مثل التموجات في البركة. إعلان اليوم هو المجموعة الثانية من تموجات موجات الجاذبية التي اكتشفها ليجو ، بعد الكشف التاريخي الأول الذي تم الإعلان عنه في فبراير من هذا العام.
قالت غابرييلا غونزاليس من جامعة ولاية لويزيانا في مؤتمر صحفي للإعلان عن الكشف الجديد: "حدث هذا التصادم قبل 1.5 مليار سنة ، وبهذا يمكننا أن نخبرك بأن عصر علم الفلك الموجي الثقالي قد بدأ".
حدث أول اكتشاف لـ LIGO لموجات الجاذبية من دمج الثقوب السوداء في 14 سبتمبر 2015 ، وأكدت توقعًا كبيرًا لنظرية ألبرت أينشتاين عام 1915 للنسبية. تم الكشف الثاني في 25 ديسمبر 2015 ، وتم تسجيله من قبل كل من كاشفات LIGO المزدوجة.
في حين أن الكشف الأول عن موجات الجاذبية التي أطلقها اندماج الثقب الأسود العنيف كان مجرد "غرد" صغير استمر لخمس ثانية فقط ، كان هذا الكشف الثاني أكثر من "صرخة" كان مرئيًا لمدة ثانية كاملة في البيانات. الاستماع في هذا الفيديو:
قالت غونزاليس وهي تشغل الفيديو في المؤتمر الصحفي اليوم "هذا ما نسميه موسيقى الجاذبية".
في حين أن الموجات التثاقلية ليست موجات صوتية ، حول الباحثون تذبذب وتردد الموجة التثاقلية إلى موجة صوتية بنفس التردد. لماذا كان الحدثان مختلفين؟
من البيانات ، خلص الباحثون إلى أن المجموعة الثانية من موجات الجاذبية تم إنتاجها خلال اللحظات الأخيرة لدمج ثقبين أسودين كانا كتلة الشمس 14 و 8 أضعاف ، وأنتج الاصطدام ثقبًا أسودًا واحدًا أكثر ضخامة تدور 21 ضعف كتلة الشمس. وبالمقارنة ، كانت الثقوب السوداء المكتشفة في سبتمبر 2015 تبلغ 36 و 29 ضعف كتلة الشمس ، وتندمج في ثقب أسود من 62 كتلة شمسية.
وقال العلماء إن الموجات التثاقلية عالية التردد من الثقوب السوداء ذات الكتلة المنخفضة أصابت "البقعة الحلوة" لمكتشفات ليجو.
قال غونزاليس: "من المهم جدًا أن تكون هذه الثقوب السوداء أقل كتلة بكثير من تلك التي لوحظت في الكشف الأول". "بسبب كتلتها الأخف وزنًا مقارنة بالكشف الأول ، أمضوا المزيد من الوقت - حوالي ثانية واحدة - في النطاق الحساس للكاشفات. إنها بداية واعدة لرسم خرائط لسكان الثقوب السوداء في عالمنا ".
يسمح LIGO للعلماء بدراسة الكون بطريقة جديدة ، باستخدام الجاذبية بدلاً من الضوء. تستخدم LIGO أشعة الليزر لقياس موضع المرايا المنفصلة بدقة عن بعضها البعض بمقدار 4 كيلومترات ، حوالي 2.5 ميل ، في موقعين على بعد أكثر من 3000 كيلومتر ، في ليفينغستون ، لويزيانا ، وهانفورد ، واشنطن. لذا ، لا يكتشف LIGO حدث تصادم الثقب الأسود مباشرة ، بل يكتشف تمدد وضغط الفضاء نفسه. عمليات الكشف حتى الآن هي نتيجة لقدرة LIGO على قياس اضطراب الفضاء بدقة جزء واحد في ألف مليار مليار. تم إنتاج الإشارة من أحدث حدث ، المسمى GW151226 ، عن طريق تحويل المادة إلى طاقة ، والتي هزت حرفياً الزمكان مثل جيلو.
قال عضو فريق ليجو فولفيو ريتشي ، الفيزيائي بجامعة روما لا سابينزا ، إنه كان هناك ثالث اكتشاف "مرشح" لحدث في أكتوبر ، قال ريتشي إنه يفضل أن يطلق عليه "الزناد" ، ولكنه كان أقل أهمية بكثير إشارة للضوضاء ليست كبيرة بما يكفي لاحتسابها رسميًا ككشف.
لكن الفريق قال ، مع ذلك ، إن الكشفين المؤكدين يشيران إلى أن الثقوب السوداء أكثر شيوعًا في الكون مما كان يعتقد سابقًا ، وقد تأتيان بشكل متكرر في أزواج.
قال ألبرت لازاريني ، نائب مدير مختبر ليغو في كالتيك: "الاكتشاف الثاني" وضع "O" للمرصد حقًا في LIGO. "من خلال الكشف عن حدثين قويين في الأشهر الأربعة من أول جولة مراقبة لنا ، يمكننا البدء في عمل توقعات حول عدد المرات التي قد نسمع فيها موجات الجاذبية في المستقبل. تقدم لنا LIGO طريقة جديدة لمراقبة بعض الأحداث الأكثر قتامة ونشاطًا في عالمنا ".
LIGO غير متصل الآن للتحسينات. سيبدأ تشغيل أخذ البيانات التالي في خريف هذا العام ، وقد تسمح التحسينات في حساسية الكاشف ليجو بالوصول إلى ما يصل إلى 1.5 إلى ضعفين من حجم الكون مقارنة بالفترة الأولى. موقع ثالث ، كاشف العذراء يقع بالقرب من بيزا ، إيطاليا ، بتصميم مشابه للكاشفين LIGO التوأم ، من المتوقع أن يدخل إلى الإنترنت خلال النصف الأخير من تشغيل المراقبة القادم لـ LIGO. سيعمل Virgo على تحسين قدرة الفيزيائيين على تحديد مصدر كل حدث جديد ، من خلال مقارنة الاختلافات بالملي ثانية في وقت وصول إشارات الموجة الجاذبية الواردة.
في هذه الأثناء ، يمكنك مساعدة فريق LIGO في مشروع علوم المواطن Gravity Spy من خلال Zooniverse.
مصادر لمزيد من القراءة:
تصريحات صحفيه:
جامعة ماري لاند
جامعة نورث وسترن
جامعة وست فرجينيا
جامعة ولاية بنسلفانيا
رسائل المراجعة الفيزيائية: GW151226: مراقبة موجات الجاذبية من اندماج ثقب أسود ثنائي الكتلة 22-Solar
صفحة حقائق ليغو ، كالتيك
للحصول على نظرة عامة ممتازة على موجات الجاذبية ومصادرها واكتشافها ، تحقق من سلسلة المقالات الممتازة لماركوس بوسيل التي عرضناها على UT في فبراير:
