اولین شواهد واضح از امواج گرانشی با فرکانس‌های دراز

به گزارش مجله خبری نگار،چندین تیم از محققان از سراسر جهان در ۲۸ ژوئن اولین شواهد واضح از این امواج گرانشی را گزارش کردند. برخلاف امواج گرانشی که قبلاً شناسایی شده بودند، این امواج جدید دارای فرکانسی هستند که به طرز شگفت انگیزی دراز هستند، در مقیاس سال نوری. منبع احتمالی آنها، جفت‌های بی شماری از سیاهچاله‌های غول پیکر که در حین چرخش به دور یکدیگر محدوده نامحدود فضا زمان را به هم می‌ریزند.
اگر این حدس درست باشد، نتیجه اولین شواهدی را ارائه می‌دهد که یک جفت از سیاهچاله‌های غول پیکر، با جرمی میلیارد‌ها برابر خورشید، می‌توانند باهم ادغام شده باشند.
مگ اوری، اخترفیزیکدان از دانشگاه ییل، می‌گوید: اگر امواج گرانشی واقعی باشند و اگر واقعاً سیگنالی از جفت‌های سیاهچاله‌های عظیم باشند، «این امری معجزه‌آسا است». این موضوع بسیار جالب است، زیرا ما اساساً هیچ کنترلی در مورد کاری که پرجرم‌ترین سیاهچاله‌ها انجام می‌دهند نداریم.
امواج گرانشی توسط اجرام پرشتاب و پرجرم تولید می‌شوند. همانطور که این امواج در جهان می‌چرخند، تار و پود فضا- زمان را که واقعیت روی آن نقش بسته است، در هم می‌درد.

در سال ۲۰۱۵، دانشمندان با رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری پیشرفته یا LIGO، برای اولین بار امواج گرانشی را شناسایی کردند. این امواج از ادغام سیاهچاله‌های نسبتاً ضعیف ایجاد شدند، موجوداتی کاملاً متفاوت از آن‌هایی که در مرکز کهکشان‌ها کمین کرده‌اند.
در حالی که LIGO موج‌های گرانشی را می‌گیرد که می‌توانند تنها کسری از ثانیه دوام بیاورند، انتظار می‌رود سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم در حال چرخش، امواجی را برای میلیون‌ها سال به‌طور پیوسته در فضا پمپاژ کنند و امواجی ایجاد کنند که کیهان را با زمزمه‌های دائمی خود بپوشاند. دانیل هولز، محقق LIGO، اخترفیزیکدان دانشگاه شیکاگو، می‌گوید: این یک چیز بسیار متفاوت و جدیدی است و کشف آن برای ما بسیار هیجان انگیز است.
در سراسر جهان، کهکشان‌ها به طور منظم در هم می‌آمیزند و ادغام می‌شوند. دانشمندان مشکوک بودند همانطور که فرایند ادغام را انجام می‌دهند، سیاهچاله‌های پرجرم آن‌ها به دور یکدیگر می‌چرخند و امواج گرانشی ساطع می‌کنند. در بسیاری از کهکشان‌های ادغام شده پراکنده در سراسر کیهان، که همگی امواج فضازمان خود را به فضا می‌فرستند، بسیاری از جفت سیاهچاله‌ها این رقص مداری را به‌طور هم زمان انجام می‌دهند.
مائورا مک لافلین اخترفیزیکدان از دانشگاه ویرجینیای غربی در مورگان تاون و عضو رصدخانه امواج گرانشی نانوهرتز آمریکای شمالی یا NANOGrav می‌گوید: زمین به‌طور تصادفی به این دریای امواج گرانشی برخورد می‌کند.
تشخیص این امواج گرانشی در هم تنیده شده از یک دیگر آسان نیست. این کار مستلزم آن بود که دانشمندان کهکشان راه شیری را آنالیز کنند و با زمان بندی‌ای مشابه تیک تاک ساعت، ستارگان مرده و در حال چرخش و همچنین بقایای ستاره‌های منفجر شده به نام تپ‌اختر‌ها که با چرخش پرتو‌هایی از امواج رادیویی ساطع می‌کنند را مشاهده کرده، سپس کهکشان را به یک آشکارساز امواج گرانشی تبدیل کنند. این پرتو‌ها در فواصل منظم، مانند تیک تیک دقیق ساعت، از کنار زمین عبور می‌کنند.

امواج گرانشی که فضای بین تپ اختر‌ها و زمین را کشیده و فشرده می‌کنند، باعث می‌شوند که پالس‌های تیک تیک مانند تپ اختر‌ها که با انواع تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر جهان مشاهده می‌شوند، با سرعتی کمتر یا بیشتر به دست ما برسند.
در مقابل، سیگنال موج گرانشی به نظر قوی‌تر از حد انتظار است.

مارتا ولونتری، اخترفیزیکدان از انستیتو اخترفیزیک پاریس، که در این تحقیق جدید دخالتی نداشت، می‌گوید:سیاه‌چاله‌های زیادی وجود دارد، آن‌ها با خوشحالی با یکدیگر ادغام می‌شوند، و سیاهچاله‌ها نیز با خوشحالی رشد کرده و به توده‌های بزرگتری تبدیل می‌شوند.
رایان شانون، ستاره شناس از دانشگاه فناوری سوئینبرن در ملبورن، استرالیا، می‌گوید که تحقیقات آینده می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد سیاه چاله‌های بسیار پرجرم و محیط اطراف آن‌ها نشان دهد.
تیم‌ها فقط به اندازه‌ای اعلام کردند که پس‌زمینه امواج گرانشی را تا حدودی تشخیص می‌دهند و نتایج خود را به عنوان شواهدی قوی برای ثبت امواج گرانشی ارائه می‌کنند.

نتایج آن‌ها از نظر فیزیکدانان دقیق و قابل استناد نیست. در تحقیقات آینده، تیم‌ها قصد دارند داده‌های خود را با هم ترکیب کنند، به این امید که قدرت تشخیص شان را تقویت کنند.

اگرچه سیاهچاله‌های بسیار حجیم ساده‌ترین توضیح برای منشاء امواج هستند، اما محققان هنوز نمی‌توانند وجود منشأ‌ای عجیب‌تر و ناشناخته را برای این امواج رد کنند. برای مثال، موج‌ها ممکن است از تورم کیهانی ناشی شده باشند، دقیقا در دوره‌ای درست پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) که تصور می‌شود جهان به سرعت باورنکردنی در آن انفجار منبسط شده است.
منبع هرچه که باشد، این امواج قطعا اثرات زیادی بر کهکشان ما و حتی زمین خواهد داشت.