شناسایی روشی برای کشف رویدادهای عجیب فیزیکی

به گزارش کلیک ، اجسامی مانند رشته های کیهانی یا سیاهچاله های تبخیری در جهان آثاری از خود به جا می گذارند، با شناسایی این آثار برخی پدیده های عجیب از تئوری بودن خارج می شوند و به صورت علم تجربی درمی آیند.

همه این ها تحت تاثیر گرانش عمومی که به عنوان اثر موج گرانشی شناخته شده، به وجود می آیند، اثر موج گرانشی در واقع اعوجاج به جا مانده در فضا است و حین کشیده شدن و شل شدن فضا توسط جسم بزرگ و سنگین ایجاد می شود.

طبق نسبیت عام، هرجسم دارای جرم می تواند سبب ایجاد فضای خالی مجازی در فضا شود و اطراف آن اعوجاج ایجاد کند.

برخی واکنش ها بین اجسام مانند دو جسم بسیار بزرگ که اطراف یکدیگر می چرخند، می توانند امواج در فضا را با سرعت نور از خود دور کنند.

در سال ۲۰۱۵، دانشمندان با دیدن الگوهای تداخلی لیزرها در رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزر (LIGO)، این فشار و کشش نامحسوس در فضا را برای اولین بار مشاهده کردند.

این فشار و کشش، ضربه ای به یک جفت سیاهچاله وارد می کند (به هر سیاهچاله ضربه ای تقریبا به بزرگی ۳۰ برابر جرم خورشید وارد می کند)، که باعث می شود قبل از اینکه در هم کوبیده شوند با سرعتی به بزرگی نصف سرعت نور شتاب بگیرند و امواج گرانشی را ایجاد کنند.

با چنین انرژیی، امواج ۱٫۳ بیلیون سال بعد به سیاره ما برخورد می کنند، و اعوجاج کلی فضا در مقیاس پروتون است که تنها ۰٫۲ ثانیه طول می کشد.

این اعوجاج به اساس جهان هم کشیده می شود.

تصور کنید دو فضانورد در فضای آزاد معلقند، زمانی که سیگنال اثر امواج گرانشی از بین این دو فضانورد عبور می کند، تغییر پایداری در فاصله بین آن ها به وجود می آید- فضا-زمان بین آن ها کشیده یا فشرده می شود.

اثر این اعوجاج پایدار، اثر امواج گرانشی نامیده می شود که به آسانی کشف نمی شود. در واکنش هایی مانند برخورد سیاهچاله ها در سال ۲۰۱۵ که توسط LIGO کشف شد، فرکانس به جامانده از امواج ممکن است تنها با ثبت تعداد زیادی از رویدادهای مشابه برای ساخت یک تصویر واضح قابل کشف باشد.

طبق تحقیقات جدید محققان، برخی از رویدادها که امواجی با فرکانس بالاتر تولید می کنند نیز باید در نظر گرفته شوند، این امواج از لحاظ تکنیکی آسان تر مشاهده می شوند.

اگر امواج گرانشی با چنین فرکانس بالایی ساطع شوند LIGO نمی تواند آن ها را مشاهده کند، اما این شانس وجود دارد که LIGO بتواند اثر سیگنال آن ها را مشاهده کند.

نام مستعار این امواج، امواج یتیم است، نامگذاری این امواج بدان دلیل است که، امواج مادر آن ها مستقیما قابل کشف نیستند، این امواج می توانند راهی برای مطالعه فیزیک باز کنند که در حال حاضر با تکنولوژی امروزی دست نیافتنی است.

تعداد زیادی از اجسام شگفت انگیز و عجیب که تصور می شود امواج گرانشی با فرکانس بالا تولید می کنند، از سیاهچاله های بسیار کهن گرفته تا کاستی های تک بعدی در فضا رشته های کیهانی نامیده می شوند.

روش هایی برای مشاهده اثر به جامانده از چنین رویدادهایی وجود دارد، با این وجود آن ها صرفا به صورت نظری باقی خواهد ماند.

اشاره می شود که در حال حاضر منابع کاملا نظری از این امواج گرانشی وجود دارد. اما اتفاق هیجان انگیز زمانی رخ می دهد که ما بتوانیم یکی از این منابع را کشف کنیم.

از آنجایی که کشف امواج یتیم نیازمند هیچ پیشرفتی در تکنولوژی نیست، اکنون به طور عملی می توانیم از LIGO برای کشف آن ها استفاده کنیم.

از روی اثر به جامانده از سیگنال می توان پی برد که سیگنال چگونه بوده است.

شکی نیست که تلاش ما برای کشف امواج گرانشی ادامه خواهد یافت تا زمانی که تعداد زیادی از رازهای جهان آشکار خواهد شد.

LIGO به عنوان روشی برای کشف ذرات نظری به نام اکسیون یا ابعاد بیشتر درنظر گرفته می شود.