تحولی در کیهانشناسی: رصد امواج گرانشی سیاهچاله‌ها

رصد امواج گرانشی سیاهچاله‌ها، تحولی در کیهانشناسی

پالاب گش  
خبرنگار علمی، بی بی سی

• 11 فوریه 2016 - 22 بهمن 1394

دانشمندان آمریکایی موفق به رصد امواج گرانشی شده‌اند؛ کشفی که به گفته آنان منجر به شناخت بهتر کیهان می‌شود.

پژوهشگران رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری (لایگو) گفته‌اند که قادر به تشخیص چنین موجی پس از ادغام دو سیاهچاله در فاصله بیش از یک میلیارد سال نوری از زمین شده‌اند.

آلبرت اینشتین یک قرن پیش، در نظریه نسبیت عام خود وجود امواج گرانشی را که با سرعت نور در فضا-زمان حرکت می‌کنند پیش‌بینی کرده بود.

+ توضیح نیایش افشردی متخصص فیزیک نجوم و استاد فیزیک دانشگاه واترلوی کانادا درباره امواج گرانشی را ببینید

اینشتین در اوائل قرن بیستم پس از مطرح کردن تئوری نسبیت عام، پیش بینی کرده بود که نیروی جاذبه نتیجه خمیدگی فضا-زمان است و نقاط فضا-زمان به هم نزدیک‌تر و از یکدیگر دورتر می‌شوند.

تا کنون شواهد مستقیمی در مورد وجود چنین امواجی موجود نبود؛ اما پژوهشگران رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری (لایگو) گفته‌اند که قادر به تشخیص چنین موجی پس از ادغام دو سیاهچاله شده‌اند.

دانشمندان می‌گویند این کشف عصر تازه‌ای را برای دانش نجوم آغاز خواهد کرد.

این کشف حاصل چند دهه تحقیق است و در نهایت میتواند پنجره ای به سوی مهبانگ (بیگ بنگ) بگشاید.

نتایج این پژوهش روز پنجشنبه در نشریه "فیزیکال ریویو لترز" منتشر شده است.

این مطالعه با همکاری چند آزمایشگاه در اطراف جهان که لیزرهایی را در تونلهای بلند شلیک میکنند تا تلاطم بافت فضا-زمان را حس کنند انجام شد.

  تصویر خیالی از امواج گرانشی ناشی از سیاهچاله ها

سیگنالهای حاصله بیش از اندازه ضعیف است و دستگاههای موسوم به تداخل‌سنج (اینترفرومتر) را فقط به اندازه کسری از قطر یک اتم متلاطم میکند.اما امواج گرانشی ناشی از ادغام دو سیاهچاله با کمک دو مرکز لایگو در فاصله های دور از هم در آمریکا ردیابی شد.

دانشمندان میگویند ادغام دو سیاهچاله باعث ساطع شدن انرژی خالص گرانشی معادل جرم سه خورشید شد.

اولین ردیابی مستقیم سیاهچاله ها

پروفسور دیوید ریتز مدیر پروژه لایگو در کنفرانسی خبری در واشنگتن دی سی به خبرنگاران گفت:‌ "ما موفق به ردیابی امواج گرانشی شده ایم. این اولین بار است کیهان به زبان امواج جاذبه با ما سخن می گوید. تا به حال ناشنوا بودیم."

پروفسور کارستن دنزمن از موسسه فیزیک گرانشی در مؤسسه ماکس پلانک و دانشگاه لایبنیتز در هانوفر آلمان یکی از رهبران اروپایی این پروژه است. او گفت ردیابی تازه یکی از مهمترین تحولات علمی از زمان کشف ذره هیگز است و همتراز کشف ساختمان دی ان ای است.

او به بی بی سی گفت:‌ "در این کشف یک جایزه نوبل هست - در این شکی نیست."

این دستاورد ممکن است به آنها امکان دهد در نهایت لحظه مهبانگ را حس کنند.

      

او اضافه کرد:‌ "این اولین بار است که امواج گرانشی سیاهچاله ها به طور مستقیم ردیابی میشوند و این مهر تاییدی بر نظریه نسبیت عام است زیرا مشخصه های این سیاهچاله ها کاملا با پیشبینی صد سال پیش اینشتین همخوانی دارد."

این نظر را پروفسور استفان هاوکینگ فیزیکدان متخصص سیاهچاله ها هم تأیید میکند.

او در مصاحبه ای اختصاصی با بی بی سی نیوز گفت ب این باور است که ردیابی این امواج لحظه ای مهم در تاریخ علم است. او گفت: "امواج گرانشی شیوه کاملاً تازه ای برای دیدن کیهان فراهم میکنند. توانایی ردیابی آنها به طور بالقوه میتواند علم اخترشناسی را دگرگون کند. این اولین کشف یک سیستم دوگانه سیاهچاله ای و اولین رصد ادغام سیاهچاله هاست."

پروفسور شیلا روئان یکی از سرپرستان بریتانیایی درگیر در این مطالعه گفت:‌ "این واقعیت که ما اینجا روی زمین نشسته ایم و خمیدن و کش آمدن خفیف تار و پود کیهان به دلیل ادغام دو سیاهچاله که بیش از یک میلیارد سال قبل اتفاق افتاده را حس کنیم، حیرت انگیز است."

توانایی ردیابی امواج گرانشی این امکان را برای دانشمندان فراهم میآورد تا شروع به کندوکاو در جهان تاریک کنند؛ یعنی در بخشی از کیهان که دیدنی نیست اما اکثریت آن را شکل میدهد.

آنها نه تنها خواهند توانست سیاهچاله ها و اجرام عجیبی مثل ستاره های نوترونی (ستاره های عظیمی که پس از فروپاشی به اندازه یک شهر در آمده اند) را بررسی کنند، بلکه همچنین باید بتوانند به اعماق خیلی دورتر فضا بنگرند. این دستاورد ممکن است به آنها امکان دهد در نهایت لحظه مهبانگ را حس کنند.

آینشتاین پیش بینی کرده بود که اگر جاذبه در یک ناحیه ناگهان تغییر کند(مثلا در اثر انفجار یک ستاره) امواج انرژی گرانشی با سرعت نور در کیهان منتشر خواهد شد و باعث میشود فضا تاب بردارد یا کش بیاید.