فوران‌هاي پرتوي گاما، راهنماي پژوهش امواج گرانشي

انجمن فيزيک ايران/ فوران‌هاي پرتوي گاما، راه‌نماي پژوهش روي امواج گرانشي مي‌شود.
در سال 1916 با تولد نسبيت عام اينشتاين، وجود موج گرانشي که جابه‌جاکننده‌ي انرژي گرانشي‌ است، پيش‌بيني شد. ولي با وجود هم‌خواني بسياري از پيش‌بيني‌هاي اين نظريه با مشاهدات، موج گرانشي هم‌چنان دور از نظر مانده است. اين امواج که در خمش فضازمان ساري‌اند، نتيجه‌اي از ناوردايي لورنتس در نسبيت عام، و مرتبط با محدوديت سرعت انتشار برهم‌کنش‌هاي گرانشي‌اند.
فوران‌هاي پرتوي گاما، که درخشان‌ترين روي‌دادِ الکترومغناطيسيِ شناخته‌شده در جهان است، معمولاً حاصل ابرنواخترها و يا ادغام ستاره‌هاي نوتروني دوتايي است. اين فوران‌ها بين ده ميلي‌ثانيه تا چند دقيقه به طول مي‌انجامد.
امواجِ گرانشي – حرکاتِ موجي‌شکل در فضازمان که توسط اينشتاين پيش‌بيني شد – هيچ‌گاه مستقيماً مشاهده نشده‌اند. آشکارسازيِ امواج گرانشي، پيچيده است؛ زيرا تاثيرِ شديداً کوچکي روي آشکارسازها دارند و مهم‌ترين چشمه‌هاي اين امواج (از قبيل سياه‌چاله‌ها و ستاره‌هاي نوتروني دوتايي) آن‌چنان از زمين دورند که مقدار موجي که در زمان از آن‌ها به ما مي‌رسد، شديداً کم است.
پژوهش‌گران براي مقابله با اين چالش، تداخل‌سنج‌هاي فوق حساس مبتني بر ليزر را ساخته‌اند که مي‌تواند عبور امواج گرانشي را با اندازه‌گيري تفاوتِ طوليِ بسيار اندک بين دو بازوي عمودي تداخل‌سنج، آشکار کند. اين بازوها، بسيار بزرگ و از مقياس کيلومترند. از آن‌جا که اندازه‌گيري‌هاي هم‌زمان با چندين آشکارساز در محل‌هاي دور-از-هم، بهترين روش براي جلوگيري از سيگنال‌هاي غلط است؛ دو هم‌کاري بزرگ بين‌المللي – رصدخانه‌ي موج گرانشي تداخل‌سنج ليزري۱ (LIGO) با رصدخانه‌هايي در لوييزيانا و واشينگتون، و تداخل‌سنجِ Virgo در ايتاليا – تيمِ پژوهشيِ مشترک تشکيل داده‌اند. اين پژوهش‌گران، پژوهش‌هاي‌شان را با زمان ورود فوران‌هاي پرتوي گاما2 (GRB)، هم‌زمان‌سازي مي‌کنند. اين فوران‌ها به همان روي‌دادهاي نجومي‌اي که تصور مي‌شود امواج گرانشي را ساطع مي‌کنند، وابسته‌اند. داده‌هاي GRB، توسط شبکه‌ي ميان‌سياره‌اي3 متشکل از ماه‌واره‌ها و ديگر فضاپيماها تهيه شده است.

اين دو تيم از سال 2005، پنج سال صرف بررسي فوران‌هاي پرتوي گاماي 508 کردند که تا کنون گسترده‌ترين پژوهش مبتني بر GRB بوده است و از دوبرابر بهبود در آمارِ سيگنال نسبت به بررسي‌هاي پيشين برخوردار بوده است. ولي در محدوده‌ي حساسيت آشکارسازهاي‌شان، هيچ موج گرانشي‌اي مشاهده نکردند. طبق داده‌هاي ايشان، چشمه‌هاي GRB مشاهده‌شده، براي توليد موج گرانشي آشکارپذير، بيش-از-حد دور بوده‌اند. اما تحليل يافته‌هاي‌شان، جايي براي اميد باقي مي‌گذارد: براي چشمه‌هاي موج گرانشي در فاصله‌هاي مشابه، بهسازي‌هاي برنامه‌ريزي‌شده‌ براي آشکارسازهاي LIGO و Virgo، با شروع به داده‌گيري مشترک در سال 2015، به پژوهشگران شانسي براي کشف اين امواج گريزان خواهد داد.

نقل از خراسان

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات