البحث عن موجات الجاذبية يجد دليلًا جديدًا محيرًا

البحث عن موجات الجاذبية يجد دليلًا جديدًا محيرًا

في مقال جديد نُشر في عدد يناير 2021 من مجلة Astrophysical Journal Supplements ، أفاد مشروع NANOGrav باكتشاف تقلبات غير مبررة ، بما يتوافق مع تأثيرات موجات الجاذبية ، في تزامن 45 نجمًا نابضًا موزعة في السماء وتم قياسها على مدى فترة من الزمن. 12 1/2 سنة.

النجوم النابضة هي شذرات كثيفة من المادة تترك وراءها بعد انفجار نجم مستعر أعظم. يبدو أن النجوم النابضة ، عند رؤيتها من الأرض ، تومض. في الواقع ، يأتي الضوء من حزمتين ثابتتين تنبثقان من جانبي النجم النابض أثناء دورانه ، مثل المنارة. إذا مرت موجات الجاذبية بين النجم النابض والأرض ، فإن التمدد والضغط الدقيق للزمكان يبدو وكأنه يؤدي إلى انحراف بسيط في توقيت النجم النابض السلس. لكن هذا التأثير خفي ، ومن المعروف أن أكثر من عشرة عوامل أخرى تؤثر على تزامن النجم النابض أيضًا. جزء مهم من العمل الذي يقوم به NANOGrav هو طرح هذه العوامل من بيانات التوقيت لكل نجم نابض قبل البحث عن علامات موجات الجاذبية.

يكتشف LIGO و Virgo موجات الجاذبية من أزواج فردية من الثقوب السوداء (أو أجسام أخرى كثيفة تسمى النجوم النيوترونية). في المقابل ، يبحث NANOGrav عن “خلفية” لموجات الجاذبية المستمرة ، أو مزيج صاخب من الموجات التي تم إنشاؤها على مدى بلايين السنين من أزواج لا حصر لها من الثقوب السوداء الهائلة التي تدور حول الكون. هذه الأجسام تنتج موجات الجاذبية مع أطوال موجية أطول بكثير من تلك التي اكتشفها LIGO و Virgo – فترة طويلة قد تستغرق سنوات حتى تمر موجة واحدة عبر كاشف قائم. لذلك بينما يمكن لـ LIGO و Virgo اكتشاف آلاف الموجات في الثانية ، فإن البحث عن NANOGrav يتطلب سنوات من البيانات.

READ  اكتشاف رئيسي في البحث عن أصل الحياة - اكتشف علماء الفلك أكبر جزيء حتى الآن في "فخ الغبار" الكوني

على الرغم من إغراء الاكتشاف الأخير ، فإن فريق NANOGrav ليس مستعدًا للادعاء بالعثور على دليل على خلفية موجات الجاذبية. لماذا هذا التردد؟ من أجل تأكيد الاكتشاف المباشر لإشارة من موجات الجاذبية ، سيحتاج باحثو NANOGrav إلى إيجاد نمط مميز في الإشارات بين النجوم النابضة الفردية. وفقًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين ، يجب أن يؤثر تأثير خلفية موجة الجاذبية على توقيت النجوم النابضة بشكل مختلف قليلاً اعتمادًا على مواقعها بالنسبة لبعضها البعض.

في هذه المرحلة ، تكون الإشارة ضعيفة جدًا بحيث يتعذر تمييز مثل هذا النمط. لتعزيز الإشارة ، سيحتاج NANOGrav إلى توسيع مجموعة البيانات الخاصة به لتشمل المزيد من النجوم النابضة التي تمت دراستها لفترات أطول ، مما سيزيد من حساسية المصفوفة. تقوم NANOGrav أيضًا بتجميع بياناتها مع تلك الخاصة بتجارب مجموعة توقيت النجوم النابضة الأخرى في جهد مشترك لمصفوفة توقيت بولسار الدولي ، وهي عبارة عن تعاون من الباحثين باستخدام أكبر تلسكوبات راديو في العالم.

قال سكوت رانسوم من المرصد الفلكي الوطني والرئيس الحالي لـ NANOGrav: “إن محاولة الكشف عن موجات الجاذبية باستخدام مخطط توقيت النجم النابض تتطلب الصبر”. “نقوم حاليًا بتحليل أكثر من اثني عشر عامًا من البيانات ، ولكن من المحتمل أن يستغرق الاكتشاف النهائي بضع سنوات أخرى. إنه لأمر رائع أن تكون هذه النتائج الجديدة هي بالضبط ما كنا نتوقعه مع اقترابنا من الاكتشاف.

ناقش فريق NANOGrav النتائج التي توصلوا إليها في مؤتمر صحفي يوم 11 يناير في الاجتماع 237 للجمعية الفلكية الأمريكية ، الذي عقد تقريبًا من 10 إلى 15 يناير. شارك في كتابة المقال ميشيل فاليسنيري وجوزيف لاتسيو ، وكلاهما من علماء الفيزياء الفلكية في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا ، وزافين أرزومانيان من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند. أجرى جوزيف سيمون ، الباحث في جامعة كولورادو في بولدر والمؤلف الرئيسي للمقال ، الكثير من تحليل المقال كزميل ما بعد الدكتوراه في مختبر الدفع النفاث. شارك العديد من زملاء ما بعد الدكتوراه في وكالة ناسا في أبحاث NANOGrav خلال فترة وجودهم في مختبر الدفع النفاث. NANOGrav هو تعاون بين علماء الفيزياء الفلكية الأمريكيين والكنديين. تم جمع بيانات الدراسة الجديدة باستخدام فرع Green Bank في West Virginia وفرع Arecibo في بورتوريكو قبل انهياره الأخير.

READ  طائرة هليكوبتر بارعة تتجه إلى دلتا نهر المريخ في رحلتها الحادية والثلاثين
author

Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

Similar Posts

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *