امکان تشخیص سیاه‌چاله‌ها با طراحی یک آشکارساز امواج گرانشی
یک آشکارساز امواج گرانشی برای تشخیص سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی ساخته شده که می‌تواند به گیج‌کننده‌ترین سؤالات کیهان‌شناسی از دوران اولیه جهان پاسخ دهد.
به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) در منطقه شمال شرقی آمریکا، اخیراً از برنامه‌های خود برای ساخت نسل بعدی آشکارساز امواج گرانشی با هدف برداشت امواج در فضا-زمان از کیهان اولیه پرده‌برداری کرده است.
مؤسسه فناوری ماساچوست اعلام کرد که این برنامه شامل تشخیص موج‌هایی از منابع امواج گرانشی مانند ادغام سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی هر چند روز یک‌بار است. به منظور پیاده‌سازی این دستگاه، آشکارسازهای رصدخانه گسترش می‌یابد تا وسعت یک شهر کوچک را پوشش دهد.
پروژه‌ای که میلیاردها سال گذشته را جست‌وجو می‌کند
در بیانیه این دانشگاه آمده است که این پروژه بر طراحی و ساخت یک رصدخانه امواج گرانشی مهم‌تر و حساس‌تر تمرکز دارد و هدف آن جایگزینی رصدخانه‌های موجود مانند رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (LIGO) است.
«متیو ایوانز»، مدیر اجرایی کاوشگر کیهانی و استاد فیزیک در مؤسسه فناوری ماساچوست، به تفاوت آشکارساز این موسسه و رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری اشاره کرد و گفت: «کاوشگر کیهانی به نوعی یک رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری غول‌پیکر است. آشکارسازهای رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری برای هر بازو چهار کیلومتر طول دارند و کاوشگر کیهانی در یک طرف ۴۰ کیلومتر خواهد بود، بنابراین ۱۰ برابر بزرگ‌تر است.»
وی توضیح داد: «سیگنالی که از یک موج گرانشی دریافت می‌کنیم، اساساً متناسب با اندازه این آشکارساز است، به همین دلیل سیگنال‌ها خیلی بزرگ هستند. در برخی مواقع، طول آشکارساز را با طول موج امواج گرانشی ورودی مطابقت می‌دهند که با بزرگ‌تر کردن آن، بازدهی کاهش می‌یابد. از نظر بازده علمی، همچنین یافتن سایت‌هایی برای ساخت این آشکارساز سخت است. وقتی خیلی بزرگ می‌شود، انحنای زمین به مشکل می‌خورد زیرا پرتو لیزر آشکارساز باید در یک خط مستقیم حرکت کند. وقتی یک آشکارساز آن‌قدر بزرگ است که مجبور است با زمین منحنی شود، کمتر امکان‌پذیر می‌شود.»
مؤسسه فناوری ماساچوست تکرارهای اولیه الگوریتم‌هایی را توسعه داده که برای جست‌وجوی مکان‌های بالقوه در غرب ایالات متحده طراحی شده‌اند. آن‌ها همچنین قصد دارند تا اواسط دهه ۲۰۳۰، پروژه نسل جدید را جایگزین رصدخانه‌های امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری کنند که بزرگ‌تر است.
هدف محققان رصد منابعی مانند سیاه‌چاله‌ها و برخورد ستارگان نوترونی است که بسیار دورتر هستند. این آشکارساز میلیاردها سال پیش را جست‌وجو می‌کند، بر خلاف امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری که می‌تواند تا ۱.۵ میلیارد سال را ردیابی کند.
منشأ شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی کجاست؟
ایوانز بیان کرد: «در مقایسه با اندازه کیهان که حدود ۱۳ تا ۱۴ میلیارد سال سن دارد، این هدف دوری به نظر می‌رسد. این بدان معناست که ما قدم‌های مهمی را در تاریخ کیهان از دست می‌دهیم که یکی از آن‌ها ظهر کیهانی است؛ جایی که بیشتر ستارگان جهان در آن شکل گرفتند. حدود سه میلیارد سال پس از تولد کیهان، دسترسی به منابع مربوط به آن دوران می‌تواند بینش‌های ارزشمندی را در مورد شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی ارائه دهد و منشأ آن‌ها را در منظومه‌های ستاره‌ای روشن کند.»
تحقیقات بالقوه رصدخانه همچنین می‌تواند نظریه نسبیت انیشتین را آزمایش کند. اگرچه با عدم قطعیت‌های قابل توجهی همراه است، اما هنوز می‌توان آن را به طور دقیق با کاوشگر کیهانی اندازه‌گیری کرد.
ایوان افزود: «در نهایت، هرچه منابع بیشترباشد، اندازه‌گیری‌ها بهتر می‌شوند. ما فکر می‌کنیم که کاوشگر کیهانی می‌تواند صدها هزار سیاهچاله دوتایی و تا یک میلیون ستاره نوترونی را در سال ادغام کند.»
در سه سال آینده، محققان مؤسسه فناوری ماساچوست قصد دارند یک طراحی جامع را نهایی کنند که شامل یکپارچه‌سازی یک سیستم خلاء و توسعه یک طرح معماری و زیرساختی قوی است. آن‌ها با همکاری ماموریت فضایی «لیزا» (LISA) که توسط آژانس فضایی اروپا و تلسکوپ اینشتین در اروپا اداره می‌شود، کار می کنند.
به گفته ایوانز همه این گروه‌ها همکارانی هستند که ما می‌توانیم به جای رقابت با آن‌ها همکاری کنیم. این یک نوع تلاش جهانی برای دستیابی به موفقیت است.
انتهای پیام/
