امواج گرانشی سیاهچاله‌ها رصد شدند

حق نشر عکس LIGO

دانشمندان موفق به رصد امواج گرانشی شده‌اند، کشفی که به گفته این دانشمندان منجر به شناخت بهتر عالم می‌شود.

محققان رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری (لایگو) گفته‌اند که پس از ادغام دو سیاهچاله در فاصله بیش از یک میلیارد سال نوری از زمین، قادر به تشخیص چنین موجی شده‌اند.

آلبرت اینشتین یک قرن پیش، در نظریه نسبیت عام خود وجود امواج گرانشی را که با سرعت نور در فضا-زمان حرکت می‌کنند پیش‌بینی کرده بود.

+ توضیحات نیایش افشردی متخصص فیزیک نجوم و استاد فیزیک دانشگاه واترلوی کانادا درباره امواج گرانشی را ببینید

اینشتین در اوائل قرن بیستم پس از مطرح کردن تئوری نسبیت عام، پیش بینی کرده بود که نیروی جاذبه نتیجه خمیدگی فضا-زمان است و نقاط فضا-زمان از هم نزدیک‌تر و دورتر می‌شوند.

تا کنون شواهد مستقیمی در مورد وجود چنین امواجی موجود نبود اما محققان رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری (لایگو) گفته‌اند که قادر به تشخیص چنین موجی پس از ادغام دو سیاهچاله شده‌اند.

دانشمندان می‌گویند این کشف عصر تازه‌ای را برای علم نجوم آغاز خواهد کرد.

این کشف حاصل چند دهه تحقیق است و در نهایت می تواند پنجره ای به سوی مه بانگ (بیگ بنگ یا انفجار بزرگ) بگشاید.

نتایج این تحقیق روز پنجشنبه در نشریه "فیزیکال ریویو لترز" منتشر شده است.

این مطالعه با همکاری چند آزمایشگاه در اطراف جهان که لیزرهایی را در تونل های بلند شلیک می کنند تا تلاطم بافت فضا-زمان را حس کنند انجام شد.

Image caption تصویر خیالی از امواج گرانشی ناشی از سیاهچاله ها

سیگنال های حاصله فوق العاده ضعیف است و دستگاه های موسوم به تداخل‌سنج (اینترفرومتر) را فقط به اندازه کسری از قطر یک اتم متلاطم می کند.

اما امواج گرانشی ناشی از ادغام دو سیاهچاله با کمک دو مرکز لایگو در فاصله های دور از هم در آمریکا ردیابی شد.

دانشمندان می گویند ادغام دو سیاهچاله باعث ساطع شدن انرژی خالص گرانشی معادل جرم سه خورشید شد.

اولین ردیابی مستقیم سیاهچاله ها

پروفسور دیوید ریتز مدیر پروژه لایگو در کنفرانسی خبر در واشنگتن دی سی به خبرنگاران گفت:‌ "ما موفق به ردیابی امواج گرانشی شده ایم. این اولین بار است کیهان به زبان امواج جاذبه با ما سخن می گوید. تا به حال ناشنوا بودیم."

پروفسور کارستن دنزمن از موسسه فیزیک گرانشی در موسسه ماکس پلانک و دانشگاه لایبنیتز در هانوفر آلمان یکی از رهبران اروپایی این پروژه است.

او گفت که ردیابی تازه یکی از مهم ترین تحولات علمی از زمان کشف ذره هیگز است و همتراز کشف ساختمان دی ان ای است.

او به بی بی سی گفت:‌ "در این کشف یک جایزه نوبل هست - در این شکی نیست."

Image caption این دستاورد ممکن است به آنها امکان دهد در نهایت لحظه مه بانگ را حس کنند.

او اضافه کرد:‌ "این اولین بار است که امواج گرانشی مستقیما ردیابی می شود؛ این اولین بار است که سیاهچاله ها به طور مستقیم ردیابی می شوند و این مهر تاییدی بر نظریه نسبیت عام است زیرا مشخصه های این سیاهچاله ها کاملا با پیش بینی ۱۰۰ سال قبل اینشتین جور در می آید."

این نظر را پروفسور استفان هاوکینگ فیزیکدان متخصص سیاهچاله ها هم تایید می کند.

او در مصاحبه ای اختصاصی با بی بی سی نیوز گفت بر این باور است که ردیابی این امواج لحظه ای مهم در تاریخ علم است.

او گفت: "امواج گرانشی شیوه کاملا تازه ای برای دیدن کیهان فراهم می کنند. توانایی ردیابی آنها به طور بالقوه می تواند علم اخترشناسی را منقلب کند. این اولین کشف یک سیستم دوگانه سیاهچاله ای و اولین رصد ادغام سیاهچاله هاست."

پروفسور شیلا روئان یکی از سرپرستان بریتانیایی درگیر در این مطالعه گفت:‌ "این واقعیت که ما اینجا روی زمین نشسته ایم و خمیدن و کش آمدن خفیف تار و پود کیهان به دلیل ادغام دو سیاهچاله که بیش از یک میلیارد سال قبل اتفاق افتاده را حس کنیم، حیرت انگیز است."

توانایی ردیابی امواج گرانشی به دانشمندان امکان می دهد بالاخره شروع به کند و کاو در جهان "تاریک" کنند؛ یعنی بخشی از کیهان که با نور معمولی قابل رویت نیست اما اکثریت آن را تشکیل می دهد.

آنها نه تنها خواهند توانست سیاهچاله ها و اجرام عجیبی مثل ستاره های نوترونی (ستاره های عظیمی که پس از فروپاشی به اندازه یک شهر در آمده اند) را بررسی کنند، بلکه همچنین باید بتوانند به اعمال خیلی دورتر فضا بنگرند.

این دستاورد ممکن است به آنها امکان دهد در نهایت لحظه مه بانگ را حس کنند.

اینشتین پیش بینی کرده بود که اگر جاذبه در یک ناحیه ناگهان تغییر کند - مثلا در اثر انفجار یک ستاره - امواج انرژی گرانشی با سرعت نور در کیهان منتشر خواهد شد و باعث می شود فضا تاب بردارد یا کش بیاید.

هرچند این اثر به نهایت خفیف است، اما فناوری مدرن اکنون امکان ردیابی آن را فراهم کرده.

بخش اعظم تحقیقات و توسعه برای دستگاه های ردیاب در واشنگتن و لوئیزیانا در تداخل سنج کوچکتر اروپایی در هانوفر آلمان انجام شد.