هذا ما يقوله مديرو المشروع قبيل إعادة فتح المرصدين اللذين يتيحان معًا اكتشاف موجات الجاذبية. كما سيعود جهاز Mitzpe Virago في إيطاليا إلى العمل، وذلك أيضًا بعد التجديد الذي سمح لهم بزيادة الحساسية. كما سيتم تشغيل تلسكوب ياباني قريبًا، وسيسمح الجمع بين المراصد الأربعة بتحديد موقع مصدر موجات الجاذبية بدقة.
في فبراير 2016، صنع العلماء في مرصد موجات الجاذبية (LIGO) التاريخ عندما أعلنوا عن أول اكتشاف لموجات الجاذبية. هذه التموجات في نسيج الكون، الناجمة عن اندماج الثقوب السوداء أو الأقزام، تم التنبؤ بها لأول مرة من قبل نظرية النسبية العامة لأينشتاين منذ حوالي قرن من الزمان.
منذ حوالي عام، تم إغلاق منشأتين تابعتين لـ LIGO لإجراء ترقيات لأجهزة الكاشفات. تم الانتهاء من هذه التحديثات وأعلن مرصد LIGO أن المراصد ستستأنف عملياتها في 2 أبريل. ويتوقع العلماء أن زيادة حساسية المرافق ستسمح برصد موجات الجاذبية كل بضعة أيام، أي عشرات السنين.
حتى الآن، تم اكتشاف 11 حدثًا لموجات الجاذبية على مدار حوالي ثلاث سنوات ونصف. عشرة منها كانت نتيجة اندماج الثقوب السوداء، في حين أن الاكتشاف المتبقي هو حدث تصادم زوج من النجوم النيوترونية (حدث كيلونوفا). ومن خلال دراسة هذه الأحداث، بدأ العلماء بالفعل حقبة جديدة في علم الفلك.
قالت غابرييلا غونزاليس، أستاذة الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية لويزيانا، والتي أمضت سنوات في البحث عن موجات الجاذبية، إنه الآن بعد أن اكتملت ترقيات مرصد ليغو، يأمل العلماء في مضاعفة عدد الأحداث المكتشفة في العام المقبل على الأقل.
"لقد اخترع جاليليو التلسكوب أو استخدم التلسكوب لأول مرة في الرصد الفلكي منذ 400 عام. واليوم نقوم ببناء تلسكوبات أفضل. أعتقد أن هذا العقد هو بداية علم فلك موجات الجاذبية، لذلك سنستمر في المضي قدمًا باستخدام أجهزة كشف أفضل وإضافة أجهزة كشف.
تقع مرافق LIGO في هينفيلد، واشنطن، وليفينغستون، لويزيانا. وهي تتكون من أنبوبين خرسانيين متصلين عند نقطة القاعدة ويشكلان أشكال حرف L. يبلغ طول كل أنبوب 4 كم. داخل الأنابيب، يمر شعاعا ليزر قويان عبر سلسلة من المرايا ويتم استخدامهما لقياس طول كل ذراع بدقة متناهية.
عندما تمر موجات الجاذبية عبر أجهزة الكشف، فإنها تشوه الفضاء وتتسبب في تغير طول الأنابيب على مسافات صغيرة جدًا (أي على المستوى دون الذري). وفقًا لجوزيف جايما، رئيس مرصد LIGO في ليفينجستون، لويزيانا، تتضمن آخر التحديثات تحسينات في البصريات ستسمح بزيادة قوة الليزر وتقليل الضوضاء في قياساتها.
بالنسبة لبقية العام، سيتم أيضًا تعزيز أبحاث موجات الجاذبية من خلال حقيقة أن كاشفًا ثالثًا (مقياس تداخل العذراء في إيطاليا) سيكون أيضًا جاهزًا لاستعادة الملاحظات بعد ترقيته لأخذ الملاحظات. خلال آخر عملية رصد قام بها مرصد LIGO، والتي استمرت من نوفمبر 2016 إلى أغسطس 2017، لم يشارك فيرجو إلا في النهاية وتعاون في بعض الاكتشافات.
ومن المتوقع أيضًا أن يصبح مرصد موجات الجاذبية KAGRA الياباني جاهزًا للعمل في المستقبل القريب، وسيمكن من إنشاء شبكة كشف أقوى. إن وجود مراصد متعددة تفصل بينها مسافات شاسعة حول العالم لا يسمح بدرجة أكبر من التحقق من الاكتشافات فحسب، بل يساعد أيضًا في تضييق المنطقة في الفضاء التي تأتي منها الإشارة.
ومن خلال الملاحظة التالية، سيتمكن علماء الفلك العاملون في مجال موجات الجاذبية من الاستفادة من نظام التنبيه العام، الذي ظل سمة دائمة لعلم الفلك الحديث. وهكذا عندما يكتشف مرصد LIGO حدثًا لموجة الجاذبية، سيرسل الفريق تنبيهًا لمراقبي النجوم في جميع أنحاء العالم، حتى يتمكنوا من توجيه تلسكوباتهم نحو المصدر ومعرفة المزيد عن الحدث عن طريق الصدفة ويخلق ظواهر يمكن ملاحظتها.
كان هذا هو الحال مع حدث كيلونوفا 2017 (المعروف أيضًا باسم GW170817). النجمان النيوترونيان اللذان تسبب اندماجهما في حدوث موجة الجاذبية تركا وهجًا ساطعًا لفترة طويلة. أدى الاصطدام إلى إطلاق نفاثات سريعة من المادة وإنشاء ثقب أسود.
وفقًا لنرجس مافالفالا، الباحث في موجات الجاذبية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، فإن الظواهر التي يمكن ملاحظتها والمرتبطة بأحداث موجات الجاذبية نادرة، ولكن هناك دائمًا فرصة لاكتشاف شيء غير متوقع تمامًا من شأنه أن يترك العلماء مندهشين.
"هذه هي الطريقة التي يحدث بها الاكتشاف. نقوم بتنشيط جهاز جديد، ونوجهه نحو السماء ونرى شيئًا لم يكن لدينا أي فكرة عنه من قبل."
إن دراسة موجات الجاذبية ما هي إلا إحدى الثورات التي تحدث في علم الفلك هذه الأيام. وعلى غرار مجالات البحث الأخرى (مثل دراسة الكواكب خارج المجموعة الشمسية ورصد الكون المبكر)، فسوف تستفيد من إدخال أدوات وأساليب محسنة في السنوات القادمة.
تعليقات 16
كونان,
لقد سألت سؤالا جيدا جدا. ووجدت هذا المقال يجيبها:
https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/03/02/ask-ethan-why-dont-gravitational-waves-get-weaker-like-the-gravitational-force-does/#7ed9dafc2f58
معجزات,
أنت على حق! أنا فقط لم أقرأ إجابتك بشكل صحيح. تتحرك موجات الجاذبية بسرعة الضوء، لكن الضوضاء التكتونية (خطى الأقدام والزلازل وغيرها من الاضطرابات الزلزالية) تتحرك بسرعة أقل (ليس بالضرورة بسرعة الصوت، ولكن في بعض الأحيان على شكل موجات صدمية أسرع - ولكن لا تزال مرعبة أبطأ من سرعة الضوء في الفراغ).
وبغض النظر عن موجات الجاذبية، فمن المؤكد أنكم ستوافقونني على أن التقدير الفيزيائي الفلكي المقبول حاليًا ينص على أن توسع الكون (= "نسيج الفضاء") أعلى من سرعة الضوء، بل ويستمر في التسارع خلال الفترة الأخيرة. 7 مليار سنة.
بفضلك، أدركت أخيرًا أنه لا يهم مكان وجود مرصد LIGO والأجهزة المماثلة - فلا ينبغي أن تتداخل الضوضاء اليومية مع نشاطه، ولا يهم مدى "ضجيج" البيئة.
ومن ناحية أخرى، فإن الضوضاء البيئية - وإن لم تكن على تردد وسرعة موجات الجاذبية - لا تزال تؤثر على قياسات موجات الجاذبية، حيث أن الأجهزة البصرية تتحرك ببطء بسبب الاهتزازات في الأرض - وبالتالي يتغير مع مرور الوقت طول الضوء البصري. مسار الليزر، بحيث يجب معايرة الأدوات بشكل متكرر إذا كنت تريد القياسات الصحيحة.
السؤال الأخير الذي بقي لي هو لماذا تضعف موجات الجاذبية أثناء حركتها في نسيج الزمكان (لذلك، على سبيل المثال، الأحداث العنيفة مثل اندماج ثقبين أسودين فائقي الكتلة، أو حتى اندماج نجمين نيوترونيين - وهو ما تطلق كميات هائلة من الطاقة - تضعف كثيرًا أثناء حركتها، وتصل إلينا بكثافة منخفضة جدًا)؟ هل موجات الجاذبية لها نوع من فقدان الطاقة مثل الاحتكاك أثناء حركتها، أو ربما هو مجرد تأثير مشابه لضعف شدة الضوء من مصدر ضوئي نقطي، والذي يضعف وفقا لمربع المسافة من الراصد - بسبب للانتشار متباين الخواص في ثلاثة أبعاد؟
نسيم - شكرًا مرة أخرى على التوضيح، لقد أسعدت يومي! ؟
كونان
لم أكن مخطئا.
لم أقل قط في أي مكان أن موجات الجاذبية هي موجات في المادة.
تنتقل موجات الجاذبية بسرعة الضوء.
إذا كنت لا تصدقني - إليك الرابط:
http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2017/12/08/speed-of-gravity-light/#.XJ8On5hKhhE
معجزات,
في رأيي أنت محير ومخطئ بشكل كبير: موجات الجاذبية ليست حركات للمادة! أثناء حركة موجات الجاذبية، يتمدد وسط أي مادة وينكمش، لكن هذا ليس تأثيرًا تصطدم فيه الذرات القريبة وتحرك بعضها البعض - مثل حركة الموجات الصوتية في مادة صلبة أو سائلة أو غازية أو بلازما. موجات الجاذبية هي تذبذبات في نسيج الزمكان نفسه.
المثير للاهتمام هو أنه، وفقًا للنظريات الحديثة، فإن "نسيج الفضاء" (المرادف لمفهوم "نسيج الزمكان") - في الماضي (حوالي ثانية واحدة بعد الانفجار الأعظم، أثناء "التضخم" مرحلة الكون) والآن (لحوالي 7 مليار في السنوات القليلة الماضية) - ينتشر بسرعة أعلى من سرعة الضوء! أبعد من ذلك، هناك أدلة على أنه في الـ 7 مليارات سنة الأخيرة فقط بدأ معدل تمدد نسيج الفضاء - وما زال مستمرا - في التسارع، وهو ما يعزوه علماء الفلك إلى قوة ما تسمى "الطاقة المظلمة" - وهي قوة أصلها وخصائصها غير معروفة، ولا يوجد لدى أي عالم فيزياء فلكية اليوم أدنى فكرة عن هذه القوة الطاردة ولماذا بدأت في الفعل والتأثير منذ حوالي 7 مليارات سنة فقط، في حين يبدو أنها لم تكن موجودة من قبل - لكن هذه القوة الغامضة تتوافق مع قياسات فيزيائية فلكية و الحسابات والنتائج الفيزيائية الفلكية.
وتبين وفقا للنظرية النسبية أن المادة العادية لا يمكنها أن تصل إلى سرعة الضوء وبالتأكيد لا يمكن أن تتجاوزها في كوننا، لكن نسيج الزمكان ليس له سرعة قصوى يمكن أن يتحرك بها (نسيج الزمكان ليست مادة!!!)، ولذلك نرى أنه حتى في مرحلة التضخم في الكون (كما ذكرنا، حوالي ثانية واحدة بعد الانفجار الكبير) وأيضًا خلال السبعة مليارات سنة الماضية، فإن سرعة تمدد الفضاء- النسيج أعلى من سرعة الضوء ويستمر الآن في التسارع.
وفقًا لما تعلمته وعلمته بنفسي، فإن موجات الجاذبية أبطأ قليلاً من سرعة الضوء، وتضعف كلما زاد مصدرها عن الراصد (كما لو أن الاهتزازات في نسيج الفضاء لها نوع من "الاحتكاك").
كونان
تنتقل موجات الجاذبية بسرعة الضوء، بينما تنتقل الاهتزازات بمختلف أنواعها بسرعة الصوت.
الفرق كبير، على الرغم من أن سرعة الصوت في الصخور أعلى بـ 10-15 مرة من سرعة الصوت في الهواء.
جوليو أندريوتي,
أنا مندهش من ردك. وعلى العموم فالحديث هنا منطقي. يسأل كونان بشكل منطقي، والبعض يحاول الإجابة بإنصاف. "التعليقات هنا غبية" - هل هذا ما عليك قوله بدلاً من كتابة شيء ذكي؟ وماذا عن التعليق السيئ وغير ذي الصلة بالدين؟
"القوة تضعف من لا يملك القوة." تذكر من قال ذلك؟
وعلى نفس الوزن أقول لك:
الذكاء يخذل من ليس لديه ذكاء.
القلب ينكر من لا قلب له.
ما الحل مع الكراهية الدينية؟
شاي،
حجتك، التي بموجبها يكون القياس قصيرًا جدًا وبالتالي طبيعيًا (مثل التكتونية، وخطوات الحيوانات، وما إلى ذلك) والضوضاء الاصطناعية (مثل السيارات التي تسير بالقرب) لن تتداخل مع القياس - تبدو مقنعة وصحيحة جدًا بالنسبة لي. شكرا للفت الانتباه إلى هذه النقطة.
من ناحية أخرى، فإن مدة حدث مهم، والذي ينتج موجات جاذبية قابلة للقياس، ليست قصيرة جدًا، ولكنها تستمر من عدة دقائق إلى ساعات (صححني إذا كنت مخطئًا) - لذلك من الممكن اكتشاف وجود الحدث ولكن النتائج التي سيتم قياسها لن تكون صحيحة ومتسقة.
وحتى المقارنة بين 2-3 أجهزة كاشفة منتشرة حول الأرض لن تصحح التشويش وعدم الدقة، إذ في أي قياس علمي - وهنا أيضا - لا بد من الاعتماد على الإحصائيات، أي أن النتائج الناتجة عن عدد كبير من الكاشفات مطلوبة (وليست كذلك). فقط 3-4 الموجودة اليوم).
التعليقات هنا غبية.
يحاول الجهلة الإدلاء برأيهم دون أي أساس علمي ودون أن يتعلموا أي شيء.
والدين مصدر الشر والجهل. والسبب في ذلك هو أن الدين لا يجلب سوى أفكار الناس منذ مئات وآلاف السنين الذين لم يعرفوا شيئًا حقًا، ربما فقط ما كان بعيدًا عن أنوفهم.
كونان
فإذا حسبت المدة التي يستغرقها الضوء (شعاع الليزر) ليقطع مسافة 4 كم - طول النفق - ستجد أنه خلال هذا الوقت يحدث أي اضطراب مثل زلزال أو خطوات عنكبوت كما تقول لا تذكر تماما. يوجد فيديو على اليوتيوب يشرح عملية القياس شاهد وتعلم الموضوع ثم شك
إذا قمت بكتابة تطبيق يعمل بشكل صحيح مع أجهزة قياس التسارع والكاميرا، فيمكنك، في ظل ظروف معينة، الحصول على هواتف ذكية في جميع أنحاء العالم لقياس موجات الجاذبية!
بدون كل الضجيج والرنين
إن المشاكل التي أثارها الكاتب السابق يصعب حلها بالفعل. ولهذا السبب يضعون الجهاز على ممتصات الصدمات ويحاولون تخفيف الاهتزازات. لكن الشيء الأكثر أهمية هو أن تحديد أن هذا حدث حقيقي يتم من خلال حقيقة أنه حدث في كاشفين أو أكثر وكلما ابتعدوا عن بعضهم البعض - كلما كان ذلك أفضل.
ابي،
المهم هو المسافة الإجمالية التي تقطعها أشعة الليزر؛ كما ذكرت، تتغير المسافات عندما تضربها موجات الجاذبية - ولكن حتى عندما يكون هناك زلزال، تتحرك المعدات البصرية بأكملها (على سبيل المثال، تهتز المرايا)، وهذا بطريقة كبيرة (أكثر بكثير من مجرد ترتيب دون ذري من حيث الحجم) - وبالتالي فإن المسار البصري سوف يتغير. إن تحديد متى تكون موجات الجاذبية ومتى تتغير المسافة البصرية من مصدر آخر (مثل خطوات العنكبوت على بعد أمتار قليلة من المنشأة) - يصبح (في رأيي) أكثر مقامرة وأقل علمًا.
بالنسبة لأولئك الذين سألوا عن كيفية التعرف على أنه ليس زلزالا.
تغير موجات الجاذبية في الواقع طول الأنبوب، فيصبح أقصر ثم يطول مرة أخرى، والزلازل لا تفعل ذلك، بل تهزه من جانب إلى آخر.
في بداية الفقرة السابعة من المنشور هنا يتم توضيح أن موجات الجاذبية تحدث إزاحة على المقياس دون الذري عندما تصل إلى أجهزة الكشف (فيرجو و/أو ليجو). إذا كان الأمر كذلك، فكيف يمكن لمثل هذا الكاشف الحساس أن يعمل في اليابان؟ ففي نهاية المطاف، هناك حركة تكتونية هناك طوال الوقت - أي أن هناك دائمًا ضوضاء ليست ثابتة وتتغير فعليًا طوال الوقت - فكيف سيعرفون ما إذا كانت موجات الجاذبية تصل بالفعل إلى الكاشف أم أنها في الواقع مجرد مجرد زلزال خفيف (على سبيل المثال، 1.2 على مقياس ريختر)؟ الضجيج المستمر لحركات الأرض لن يسمح بقياسات الإزاحة دون الذرية! מעבר לכך: רעידות אדמה חזקות יותר יעוותו את זרועות המתקן היפני – ולכן, לאחר רעידת אדמה בינונית – במקרה הטוב הגלאי יזדקק לכיול ושיפוץ רחבי-היקף, ובמקרה הגרוע הגלאי יתעוות בצורה משמעותית ובלתי הפיכה, ואז לא ניתן יהיה להשתמש בו ויהיה על היפנים לבנות גלאי جديد!
وفيما يتعلق بكاشفات فيرجو وليغو في الولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا - فهي مبنية على سطح الأرض، بحيث أن كل هبة رياح وحتى خطوة أي حيوان (صغير أو كبير) في منطقة واسعة حول الكاشفات سوف تسبب ذرات دون الذرية الحركات التي يمكن اعتبارها موجات جاذبية (ما يسمى بالإيجابية الكاذبة). كيف تتغلب على ذلك أيضا؟
ومن المثير للاهتمام أنه لم يجد أي مصدر أرثوذكسي متطرف حتى الآن أنه في سفر التكوين هناك قفزات كل 16 حرفًا قطريًا، لذلك سنكتشف على الفور جملة "موجات الجاذبية تنشأ من اندماج الثقوب السوداء".