mohandesisara.com مهندسی سرا | بانک مقالات تخصصی با ترجمه
Related Articles
موج های گرانشی و رصدخانه تداخل سنج لیزری
رصد خانه تداخل سنج لیزری موج گرانشی (LIGO) در ایالات متحده موجهای گرانشی را برای اولین بار آشکارسازی نموده است. این یکی از مهمترین مشاهدات اخترفیزیکی از زمان کشف میکروموج کیهانی میباشد.
دیوید ریتز، مدیر اجرایی آزمایشگاه LIGO در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در یک کنفرانس خبری اعلامکننده کشف، اظهار نمود : “ما موجهای گرانشی را آشکارسازی کردهایم. ما آن را انجام دادیم! “.
موجهای گرانشی یک پیشبینی از نظریه نسبیت عمومی انیشتین هستند. به عقیده انیشتین، گرانش فضا-زمان را خم کرده، و شئ که سنگینتر باشد اثر بزرگتری نیز دارد. وقتی اشیاء سینگین حرکت میکنند یک نوسانی را در فضا-زمان بوجود میآورند و موجهای گرانشی به موجهایی که در جلوی کشتی در حال حرکت ایجاد میشوند، قدری شبیه هستند.
موجهای گرانشی که در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵ مشاهده گردیده، و توسط یک جفت حفرههای سیاه پیوندی تولید شدهاند، یکی از رخدادهای معدودی که گمان شد برای ایجاد موجهای گرانشی که ما میتوانیم آشکار کنیم، به اندازه کافی قدرتمند هستند. این دو شئ به فاصلهای در حدود ۱۵۰ کیلومتر (۹۵ مایل) بوده و ۱٫۳ میلیارد سال پیش به یکدیگر الحاق گردیدند. آنها جرمهای یکسانی داشتند، وزن یکی از آنها ۳۶ برابر جرم خورشید و دیگری ۲۹ برابر. این کشف یک اهمیت آماری ۵٫۱ سیگما دارد، این به معنای آنست که در تقریباً ۶ میلیون، تنها ۱ شانس وجود دارد که نتیجه اتفاق بیافتد. نتایج در مجله Physical Review Letters انتشار داده خواهند شد.
نیرویی که توسط الحاق حفرههای سیاه آزاد میگردد با ۵۰ برابر نیروی همه ستارگان در جهان قابل رؤیت معادل میباشد. در آن ۲۰ میلیثانیه انرژی موجها با نابود شدن جرم ۳ خورشید معادل بود.
آن، دهههایی پیش روی تحقیق توسط دانشمندان را خواهد آورد، کسانی که برای مدت طولانی در جست و جوی نشانهای از موجهای گرانشی بودند. آنها اندیشیدند که در سرتاسر جهان حرکت کنند، راه بروند و بر روی بافت فضا-زمان دراز بکشند. اما نوسانات بطور باورنکردنی کوچک هستند و بنابراین آشکارسازی آنها خیلی سخت میباشد و به طرز شگفتآوری به ابزارآلات حساس مانند نیاز دارد.
پروفسور باب بینگهام، یک فیزیکدان در انجمن تسهیلات و امکانات تکنولوژی و علم در دانشگاه Harwell در U.K ، اظهار نمود : آَشکارسازی و اندازهگیری موجهای گرانشی، آخرین مرحله نظریه نسبیت عمومی انیشتین میباشد. این کشف به راهی برای نگاه بموقع به گذشته در آفرینش جهان با پیامدها و اثرات قابل توجه برای پژوهش نجومی جاری، منجر می گردد.
LIGO از دو آشکارساز ساخته شده است، یکی در Hanford واشنگتون و دیگری در Livingston لوسیانا. هر دو آشکارساز یک سیستم لیزری دارند که اجازه اندازه¬گیری¬های دقیق فضا-زمان را می¬دهد. در هر وسیله LIGO ، یک پرتوی لیزر به دو پرتو شکافته شده و به پایین دو تونل ستونی فرستاده می¬شوند، هر یک ۴ کیلومتر (۲٫۵ مایل) طول و به همراه یک آینه در انتها دارند. این لیزرها انعکاس یافته و سپس دوباره با یکدیگر ترکیب می¬گردند. اگر یک موج گرانشی، یک یا هر دو پرتوی لیزر را عبور دهد، آن فاصله نوری که باید بپیماید را تغییر داده و پرتوی دوباره ساخته شده متفاوت از پرتوی اصلی دیده خواهد شد.
تیم¬های LIGO از دو ساختمان، برای تصدیق اینکه آیا مشاهده صحیح یا یک اتفاق بوده است، نشانه¬ها را مقایسه نمودند و رصدخانه¬های نجومی را برای دنبال کردن آشکارسازی با مشاهده علت ممکنی از موج گرانشی که به الحاق حفره¬های سیاه احتمالی منجر می¬شود، به یکدیگر متصل ساختند.
ویکی کالوگرا بیان کرد : هدف طولانی مدت برای آشکارسازهای LIGO و مشاهدات آنها برای انجام دادن اخترفیزیکان می¬باشد. ما می¬خواهیم مشاهدات موج گرانشی را جهت یادگیری درباره جهانمان برای دهه¬ها و قرن¬هایی که می¬آیند، استفاده نماییم.
قسمت مهم دیگری از اطلاعات که از آگاه¬سازی نتیجه می¬شود این است که موج¬های گرانشی با سرعت نور حرکت می-کنند. این امر بصورت نظری مورد انتظار بود، اما داشتن این آزمایش و اثبات، در ساختن نظریه¬های آینده مهم می¬باشد. و این مشاهده همچنین اولین حفره¬های سیاه با جرم متوسطی که تا کنون یافته شده است را تصدیق می¬کند. حفره¬های سیاه اختری معمولاً خیلی کوچکتر بوده و حداکثر به ۱۵ برابر جرم خورشید می¬رسند. اشیاء مشاهده شده بطور قابل توجهی بزرگتر هستند و آنها گمان می¬شوند که یک باقیمانده¬ای از اولین ستارگان در جهان هستند. ادغام حفره¬های سیاه با جرم متوسط چنین پنداشته شده است که سرانجام حفره¬های سیاه فوق پر جرمی که ما در مرکز کهکشان¬ها مشاهده می-کنیم را تولید می¬کند.
بعد از این سال در ساختمان VIRGO (که از LIGO کوچکتر می¬باشد) دوباره در ایتالیا بازگشایی خواهد شد و ادغام داده با LIGO به مثلث سازی منشأ جهت یافتن مکان حفره¬های سیاه اجازه خواهد داد و مأموریت LISA Pathfinder در حال حاضر بررسی تکنولوژی هایی که در آزمایش موج گرانشی دیگر استفاده خواهد شد، می¬باشد. رصدخانه LISA در فضای بیرونی برای فراهم کردن اطلاعات بیشتر در مورد این پدیده مجذوب ساخته خواهد شد.
آشکارسازی موج¬های گرانشی بدرستی و با اهمیت و خطیر هستند و یک عصر جدید کاملی را در نجوم ندا می¬دهد.
مترجم : وحید منجزی
منبع : iflscience
