ماجرای امواج نامرئی که زمین را هم تکان میدهند
تصور کنید تمام فضا و زمان مثل سطح یک دریاچه است. هر لحظه، امواجی به آرامی روی این سطح حرکت میکنند و باعث میشوند فواصل بین ستارگان و کهکشانها به طور متناوب کم و زیاد شوند. این امواج، "امواج گرانشی" نام دارند و ناشی از برخوردهای عظیمالجلال سیاهچالههای ضخامتی در دورترین گوشههای کیهان هستند.
اما حالا، یک ستارهشناس از دانشگاه کلرادو در بولدر، روشی کاملاً نوآورانه برای ردیابی این امواج ارائه کرده است — با نگاهی عمیق به حرکات ظاهری «کوازارها» در آسمان.
روشی جدید برای دیدن امواج گرانشی
جرمی دارلینگ (Jeremy Darling)، استاد دانشگاه کلرادو در دانشکده علوم اخترفیزیکی و سیاراتی، در مقالهای که اخیراً در «ژورنال اخترفیزیکی لات» (The Astrophysical Journal Letters) منتشر شد، ایده جدیدی را مطرح کرده است: استفاده از حرکت ظاهری کوازارها برای ردیابی امواج گرانشی پسزمینهای کیهان.
دارلینگ معتقد است این امواج که از تصادمات عظیم سیاهچالههای عظیمالجثه در طول تاریخ کیهان به وجود آمدهاند، دائماً در حال عبور از زمین هستند. اما آنها به قدری آهسته و ظریفند که تشخیصشان شبیه به خواندن نوسانات یک موج دریا از روی حرکت یک شناور بسیار دور است.
این امواج به صورت سهبعدی فضا-زمان را دچار تغییرات میکنند، یعنی نه تنها باعث تغییر فاصله بین ما و یک جسم دور میشوند، بلکه حرکت جانبی و عمودی ظاهری آن جسم را در آسمان هم تغییر میدهند.
کوازارها، چراغهای هدایتکننده در میان امواج گرانشی
برای ردیابی این امواج، دارلینگ به جستوجویی متفاوت روی آورده است. او به جای استفاده از پالسارها (ستارگان نوترونی پرتوان که به عنوان ساعتهای دقیق کیهان شناخته میشوند)، از کوازارها استفاده کرده است — اجرام بسیار پرنوری که در مرکز کهکشانهای دور قرار دارند و شامل سیاهچالههای بسیار پرجرمی هستند که مواد اطراف خود را به شدت گرم میکنند و نور زیادی تابانده میکنند.
با اندازهگیری حرکت نسبی این کوازارها نسبت به یکدیگر، دارلینگ به دنبال ردپای امواج گرانشی در حرکت ظاهری آنهاست. البته هنوز این سیگنالها به خوبی مشاهده نشدهاند، اما با افزایش دقت دادهها، این امکان وجود دارد.
«امواج گرانشی سهبعدی هستند. نه تنها فضا را در راستای خط دید ما میکشند و فشرده میکنند، بلکه باعث میشوند اجسام در آسمان به نظر بیایند که به سمت چپ و راست یا بالا و پایین تکان میخورند.»
چالشهای بزرگ دیدن یک نوسان کوچک
به گزارش scitechdaily، این کار آسانی نیست. دقت لازم برای مشاهده چنین حرکاتی دهها برابر بیشتر از دقت لازم برای دیدن رشد ناخن یک انسان از روی ماه است. علاوه بر این، زمین خودش در حال حرکت است: با سرعت ۱۰۸ هزار کیلومتر بر ساعت حول خورشید میچرخد و خورشید هم با سرعت ۱٫۳ میلیون کیلومتر بر ساعت در کهکشان در حرکت است.
در میان این حرکات عظیم، تشخیص حرکتی که فقط ناشی از امواج گرانشی باشد، مثل یافتن یک نوت موسیقی خاص در میان یک ارکستر کامل است.
برای حل این معما، دارلینگ از دادههای فراهمشده توسط تلسکوپ فضایی گایا (Gaia) اروپا استفاده کرده است. این ماهواره از سال ۲۰۱۳ به حال، موقعیت بیش از یک میلیون کوازار را با دقت بسیار بالایی ثبت کرده است.
نتایج امیدوارکننده در راه است
تاکنون، دادههای موجود هنوز به اندازه کافی دقیق نیستند تا وجود این امواج گرانشی را با قطعیت ثابت کنند. اما دارلینگ امیدوار است که با انتشار بعدی دادههای گایا در سال ۲۰۲۶، که شامل ۵/۵ سال دادهبرداری بیشتر است، بتوان این سیگنالها را در میان دادههای غولپیکر کشف کرد.
درک بهتر امواج گرانشی به دانشمندان کمک میکند تا بفهمند چگونه گرانش در مقیاسهای بنیادی عمل میکند. همچنین میتواند درک ما از چگونگی شکلگیری و تحول کهکشانها را تغییر دهد و حتی به ما کمک کند تا نظریههای مختلف گرانش را در سراسر کیهان آزمایش کنیم.
انتهای پیام/
