تم الكشف عن موجة جاذبية ثالثة بواسطة مرصد تداخل الجاذبية بالليزر (LIGO). أعلن فريق دولي عن الكشف اليوم ، بينما تم الكشف عن الحدث نفسه في 4 يناير 2017. موجات الجاذبية تموجات في الزمكان الذي توقعه ألبرت أينشتاين منذ أكثر من قرن.
يتكون LIGO من منشأتين: واحدة في هانفورد ، وواحدة في ليفينغستون ، لويزيانا. عندما أعلنت شركة LIGO عن أول موجة جاذبية لها في فبراير 2016 (تم الكشف عنها في سبتمبر 2015) ، فتحت نافذة جديدة في علم الفلك. بهذه الموجة الجاذبية ، اكتشف الموجة الثالثة ، أن النافذة الجديدة تكبر. حتى الآن ، تم إنشاء جميع الموجات الثلاث المكتشفة عن طريق دمج الثقوب السوداء.
نشر الفريق ، بما في ذلك المهندسين والعلماء من جامعة نورث وسترن في إلينوي ، نتائجهم في مجلة Physical Review Letters.
عندما تم اكتشاف الموجة التثاقلية الأولى أخيرًا ، بعد أكثر من مائة عام من توقعها أينشتاين ، ساعدت في تأكيد وصف أينشتاين للزمكان كسلسلة متصلة متكاملة. غالبًا ما يقال أنه ليس فكرة جيدة أن تراهن ضد أينشتاين ، وهذا الكشف الثالث يقوي نظرية أينشتاين.
مثل الاكتشافين السابقين ، تم إنشاء هذا الكشف عن طريق دمج اثنين من الثقوب السوداء. هذان كانا أحجام مختلفة عن بعضها البعض. كان أحدهما حوالي 31.2 كتلة شمسية ، والآخر حوالي 19.4 كتلة شمسية. تسببت الكتلة الشمسية 50 مجتمعة في الموجة الثالثة ، والتي سميت GW170104. كانت الثقوب السوداء على بعد حوالي 3 مليار سنة ضوئية.
"... سكان الثقب الأسود المثير للاهتمام ..." - فيكي كالوجيرا ، كبير علماء الفيزياء الفلكية ، التعاون العلمي في LIGO
يوضح لنا LIGO أن عدد سكانها من الثقوب السوداء الثنائية. قالت فيكي كالوجيرا ، أستاذة الفيزياء الفلكية الكبرى في LIGO Scientific Collaboration (LSC) ، التي تجري بحثًا متعلقًا بالكاشفات المزدوجة LIGO ، "حفنة من الاكتشافات حتى الآن تكشف عن وجود ثقب أسود مثير للفضول لم نكن نعرف أنه موجود حتى الآن". تقع في الولايات المتحدة
"لدينا الآن ثلاثة أزواج من الثقوب السوداء ، كل زوج ينهي رقصة الموت اللولبية على مدى ملايين أو مليارات السنين في بعض أقوى الانفجارات في الكون. في علم الفلك ، نقول مع ثلاثة كائنات من نفس النوع لديك فئة. لدينا سكان ، ويمكننا إجراء التحليل ".
عندما نقول أن موجات الجاذبية فتحت نافذة جديدة على علم الفلك ، تفتح تلك النافذة على الثقوب السوداء نفسها. بالإضافة إلى تأكيد توقعات آينشتاين ، وإنشاء مجموعة من الثقوب السوداء الثنائية ، يمكن لـ LIGO تمييز هذه الثقوب السوداء وقياسها. يمكننا معرفة كتل الثقوب وخصائصها الدورانية.
قال شين لارسون من جامعة نورث وسترن وأدلر بلانتاريوم في شيكاغو: "مرة أخرى ، الثقوب السوداء ثقيلة". "كانت الثقوب السوداء الأولى التي اكتشفها ليجو ثقيلة مرتين كما توقعنا. الآن نحن جميعًا نمايل ذراعنا محاولًا اكتشاف كل الطرق العديدة المثيرة للاهتمام التي يمكننا تخيل الكون يصنع منها ثقوب سوداء كبيرة وثقيلة. والشمال الغربي قوي في هذا المجال البحثي ، لذلك نحن متحمسون ".
هذا الاستنتاج الثالث يقوي حالة وجود فئة جديدة من الثقوب السوداء: ثقوب سوداء ثنائية مرتبطة ببعضها البعض. كما يوضح أن هذه الأشياء يمكن أن تكون أكبر مما كان يعتقد قبل أن يكتشفها ليجو.
"من الجدير بالملاحظة أن البشر يمكنهم تجميع قصة واختبارها ، لمثل هذه الأحداث الغريبة والمتطرفة التي وقعت قبل مليارات السنين ومليارات السنين الضوئية عنا". - ديفيد شوميكر ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
قال ديفيد شوميكر ، من MIT ، المتحدث باسم شركة LIGO Scientific Collaboration: "لدينا المزيد من التأكيد على وجود ثقوب سوداء أثقل من 20 كتلة شمسية ، وهي أشياء لم نكن نعرف بوجودها قبل أن يكتشفها ليجو". "من الجدير بالملاحظة أن البشر يمكنهم تجميع قصة واختبارها ، لمثل هذه الأحداث الغريبة والمتطرفة التي وقعت قبل مليارات السنين ومليارات السنين الضوئية عنا".
قال ديفيد ريتزي من كالتيك ، المدير التنفيذي لمختبر ليجو وشمال غرب ، "مع الكشف الثالث المؤكد لموجات الجاذبية من اصطدام ثقبين أسودين ، فإن ليجو تؤسس نفسها كمرصد قوي للكشف عن الجانب المظلم من الكون". خريج الجامعه. "في حين أن LIGO مناسبة بشكل فريد لمراقبة هذه الأنواع من الأحداث ، فإننا نأمل أن نرى أنواعًا أخرى من الأحداث الفيزيائية الفلكية قريبًا ، مثل الاصطدام العنيف لنجمين نيوترونيين."
يؤكِّد صوت نغمات الرنين الكشف عن موجة جاذبية ، ويمكنك سماعها وصفها وشرحها هنا ، على بودكاست جامعة نورث وسترن.
مصادر:
- ليجو يكتشف موجات الجاذبية للمرة الثالثة
- GW170104: مراقبة اندماج الثقب الأسود الثنائي الكتلة 50 كتلة شمسية عند Redshift 0.2
