امواج گرانشی وجود دارند؛ پنجره‌ای رو به آینده (قسمت سوم)

امواج گرانشی وجود دارند؛ پنجره‌ای رو به آینده (قسمت سوم)

کشف ۱۴ سپتامبر که رسماَ به عنوان GW150914 شناحته می‌شود از زمان مطرح شدن به تعدادی یافته‌های اخترفیزیک قابل توجه منجر شده است. این کشف اولین شواهد تجربی از وجود جفت سیاه‌چاله است، تا به حال آن‌ها فقط از لحاظ تئوری وجود داشتند زیرا با فرو کشیدن تمام نوری که در اطرافشان وجود دارد برای تلسکوپ‌های ما نامرئی بودند. امواج گرانشی تنها اطلاعات شناخته شده‌ی قادر به فرار از گرانش خرد کننده‌ی این اجرام هستند. دانشمندان لایگو اطلاعات شگفت‌آور و دقیقی از توده‌های سیاه‌ چاله‌ به دست آوردند از جمله جرم، سرعت مداری و زمانی که آن دو سطح یکدیگر را لمس کردند. آن‌ها سنگین‌تر از حدی بودند که دانشمندان تصور می‌کردند و اگر در مشاهدات آینده تأیید شود ممکن است به توضیحی برای چگونگی شکل‌گیری سیاه چاله‌های مرموز ابرحجیم در قلب بسیاری از کهکشان‌ها منتهی شود. همچنین برای اولین بار اطلاعاتی از Ringdown به دست آمد، سه انفجار از انرژی که سیاه چاله‌ی تازه تشکیل شده‌ی بزرگ را کروی می‌کند. مشخص شدن Ringdown به تأیید یکی از پیش‌بینی‌های مهم نظریه‌ی نسبیت در مورد سیاه چاله‌ها منتهی می‌شود که سیاه چاله‌ها پس از یکی شدن ناهمواری‌ها را در قالب امواج گرانشی از خود خارج می‌کنند.

این کشفیات ثابت می‌کنند که یک بار دیگر نظر اینشتین در مورد یکی دیگر از جنبه‌های جهان فیزیکی درست بوده است. اگرچه نظریه‌ی او درباره‌ی گرانش بوده و قبلاً در مورد منظومه‌ی شمسی که گرانش ضعیفی دارد درست کار می‌کرد اما آیا در شرایط خاص نیز به همین صورت خواهد بود. در نزدیکی سیاه چاله‌ها گرانش به قوی‌ترین نیروی طبیعت تبدیل می‌شود و می‌تواند اتم‌ها را از هم پاره کند و تمام این اطلاعات را در سال ۱۹۱۶ میلادی اینشتین به درستی پیش‌بینی کرده بود.

آشکارسازهای امواج گرانشی نوع جدیدی از تلسکوپ‌ها هستند و نوع جدیدی از اکتشافات را در برابر دانشمندان قرار می‌دهند. قسمتی از فرکانس امواجی که لایگو می‌تواند تشخیص دهد در محدوده‌ی شنوایی انسان قرار می گیرد، چیزی بین ۳۵ و ۲۵۰ هرتز. این جیرجیر کهکشانی بسیار ضعیف‌تر از آن بود که کسی بتواند بشنود و لایگو تنها توانست دو دهم ثانیه از این ادغام در میلیارد سال پیش را تشخیص دهد. منابع مختلفی می‌توانند امواج گرانشی را منتشر کنند و این بدین معناست که لایگو و جانشینان جدیدتر آن باید به نوعی ارکستر فضایی گوش دهند. ستاره‌های دوتایی نوترونی مانند فلوت صدایی زیر دارند، تپ اخترها صدایی دینگ مانند داشته و سیاه چاله‌ها در دسته‌ی سازهای زهی قرار می‌گیرند.

چندین آشکارساز گرانشی در حال طراحی یا ساخت هستند از جمله تلسکوپ اینشتین، پروژه‌ی زیرزمینی اروپایی با دو برابر تلسکوپ لایگو. همچنین آژانس فضایی اروپا با همکاری ناسا در حال کار روی پروژه‌ی بلندپروازانه‌ی ELISA هستند.

اطلاعات امواج گرانشی دقیقاً همانی هستند که از سیستم منتشر شده است و این در نجوم غیر معمول است. ما حتی نمی‌توانیم تمام کهکشان‌مان را ببینیم زیرا گرد و خاک فضایی مانع از رسیدن نور به ما خواهد شد. ما نمی‌توانیم قسمتی از ابتدای انفجار بزرگ را ببینیم زیرا جهان ما تا زمان خاصی نسبت به نور مات بوده است، اما با امواج گرانشی حتی می‌توانیم تا دیدن انفجار بزرگ نیز پیش برویم. امواج گرانشی پنجره‌ای رو به جهان نامتناهی است، جایی که تاکنون از چشم انسان مخفی بوده است.