طنین امواج گرانشی دوباره شنیده شد

مجله دیجی کالا - مهدی مومن زاده: پژوهشگرانی که با رصدخانه‌ی امواج گرانشی «لایگو» (LIGO) در آمریکا کار می‌کنند دیروز در جریان نشست انجمن نجوم آمریکا که در سن‌دیگو برگزار شد از ثبت دوباره‌ی امواج گرانشی خبر دادند. امواج گرانشی نوسان‌هایی در صفحه‌ی فضا-زمان هستند که بر اثر رویدادهای بزرگ کیهانی مثل برخورد دو سیاه‌چاله بوجود می‌آیند.

آلبرت اینشتین یک قرن پیش وجود این امواج را پیش‌بینی کرده بود تا اینکه بهمن ماه سال گذشته برای اولین بار رصدخانه‌ی لایگو توانست آن‌ها را ثبت کند. اکنون که برای بار دوم این ثبت انجام شده، دانشمندان گامی بزرگ به سوی شناخت عالم از پنجره‌ای جدید برداشته‌اند و امیدوارند وقتی رصدخانه‌ی لایگو به نهایت دقت و توانش برسد بتواند سالیانه ده‌ها و بلکه صدها بار این امواج را ثبت کند. امواج گرانشی ثبت شده مثل بار اول بر اثر برخورد دو سیاه‌چاله بوجود آمده‌اند.

«گابریلا گونزالس» فیزیکدان از دانشگاه لویزیانا که عضوی از گروه علمی ۱۰۰۰ نفره‌ی لایگو است می‌گوید: «این خیلی اطمینان بخش است. یکی دیگر [ثبت امواج گرانشی] می‌خواستیم تا مطمئن شویم و این خودش است.» اخترفیزیکدانی از دانشگاه مریلند به نام «کول میلر» می‌گوید ثبت جدید نشان می‌دهد که رصدخانه‌ی لایگو پنجره‌ای جدید رو به کیهان است و تعداد سیاه‌چاله‌های پرجرمی که می‌شناسیم را به شدت افزایش خواهد داد.

هرچند که خبر این کشف دیروز اعلام شد، ولی امواج در ۲۶ دسامبر ۲۰۱۵ دریافت شده بودند. هر دو رصدخانه‌ی حاضر در لویزیانا و واشنگتن آن را ثبت کردند. مدل‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که این امواج بر اثر برخورد دو سیاه‌چاله‌ی بزرگ در فاصله‌ی ۱٫۴ میلیارد سال نوری از ما بوجود آمده‌اند. همان‌طور که اینشتین پیش‌بینی کرده بود، این برخورد باعث کج و معوج شدن فضا-زمان شد و سنسورهای رصدخانه‌ی لایگو توانستند این معوج شدن را ثبت کنند. مثل این است که دو قایق در دریاچه‌ای با هم برخورد و امواجی را در سطح آب ایجاد کنند. با گذاشتن حسگرهایی در ساحل می‌توان این امواج را ثبت کرد.

محل دقیق سیاه‌چاله‌هایی که امواج را ایجاد کرده بودند مشخص نیست و دانشمندان فقط به صورت تخمینی حدس می‌زنند در چه منطقه‌ای هستند.

دفعه‌ی اول که خبر ثبت امواج گرانشی اعلام شد، دو سیاه‌چاله با جرمی بین ۲۹ تا ۳۶ برابر جرم خورشید به یکدیگر برخورد کرده بودند. امواج در سپتامبر ۲۰۱۵ ثبت شدند و فرایند آن فقط ۰٫۲ ثانیه طول کشید. پژوهشگران توانستند امواج ناشی از ۱۰ گردش آخر آن‌ها را پیش از برخورد ثبت کنند. امواج جدید که دسامبر ۲۰۱۵ ثبت شدند در نتیجه‌ی برخورد دو سیاه‌چاله‌ی کوچکتر بوجود آمده بودند که ۱۴ و ۷٫۵ برابر خورشید جرم داشتند. آن‌ها ۵۵ گردش آخر این دو سیاه‌چاله را که یک ثانیه طول کشید دیدند.

رصد دوباره‌ی امواج گرانشی دستاورد بزرگی برای لایگو به حساب می‌آید و دانشمندان امیدوارند وقتی این رصدخانه در سال ۲۰۱۹ به نهایت میزان حساسیت برسد، بتواند هر روز یک چنین برخورد سیاه‌چاله‌ای را ثبت کند. در نهایت لایگو ۲٫۵ بار حساس‌تر از وضعیت کنونی‌اش خواهد بود. با این حال چالش‌هایی هم در این راه وجود دارد از جمله اینکه در فرکانس‌های پایین یک نویز آزار دهنده در داده‌ها دیده می‌شود.

«استفان فرهرست» که اخترفیزیکدانی با تخصص در امواج گرانشی است می‌گوید که رصد این برخوردها می‌تواند اطلاعات زیادی به ما بدهد از جمله اینکه آیا سیاه‌چاله‌های دوتایی که دور هم می‌گردند از ابتدا ستاره‌هایی دوتایی بودند که به سیاه‌چاله تبدیل شده‌اند یا دو سیاه‌چاله‌ی جداگانه و دور از هم در فضا بودند که به صورت اتفاقی به سوی یکدیگر جذب شده‌اند. به جز سیاه‌چاله‌ها پژوهشگران امیدوارند که بتوانند امواج ناشی از برخورد اجرام دیگری مثل ستاره‌های نوترونی را هم ثبت کنند.