دانشمندان سرانجام صدای امواج گرانشی را شنیدند!!!

این عکس بدون تاریخ ارائه شده توسط محققان در ژوئن 2023 تلسکوپ آرسیبو در پورتوریکو را نشان می‌دهد. این تلسکوپ و چندین تلسکوپ دیگر در سراسر جهان برای رصد امواج گرانشی آهسته – موج‌های ضعیفی که توسط سیاه‌چاله‌های پرجرم ایجاد می‌شوند – که دائماً در حال کشش هستند و همه چیز را در کیهان تا حدی اندک فشرده می‌کنند. اعتبار: NAIC از طریق AP

دانشمندان برای اولین بار موجهای ضعیف ناشی از حرکت سیاهچاله‌ها را مشاهده کردند که به آرامی همه چیز را در کیهان کشیده و فشرده می‌سازند.

آنها روز چهارشنبه گزارش دادند که توانستند امواج گرانشی با فرکانس پایین را بشنوند – تغییراتی در ساختار کیهان که توسط اجرام پرجرمی در حال حرکت و برخورد در فضا ایجاد می‌شود.

مائورا مک لافلین، یکی از مدیران NANOGrav، همکاری تحقیقاتی که نتایج را در مجله نامه اخترفیزیکی منتشر کرد، گفت: «این واقعاً اولین بار است که شواهدی از این حرکت در مقیاس بزرگ همه چیز در جهان داریم.

اینشتین پیش‌بینی کرد که وقتی اجسام واقعاً سنگین در فضازمان – بافت جهان ما – حرکت می‌کنند، امواجی ایجاد می‌کنند که در آنجا پخش می‌شوند. دانشمندان گاهی این امواج را به موسیقی پس‌زمینه جهان تشبیه می‌کنند.

در سال 2015، دانشمندان برای اولین بار از آزمایشی به نام LIGO برای تشخیص امواج گرانشی استفاده کردند و نشان دادند که اینشتین درست می‌گوید. کیارا مینگارلی، عضو NANOGrav، اخترفیزیکدان دانشگاه ییل، توضیح داد: اما تاکنون، این روشها تنها قادر به گرفتن امواج در فرکانس‌های بالا بوده‌اند.

مینگارلی گفت، این “زمزمه‌”های سریع از لحظات خاصی می‌آیند که سیاهچاله‌های نسبتا کوچک و ستاره‌های مرده به یکدیگر برخورد می‌کنند.

این تصویر ارائه شده توسط محققان در ژوئن 2023، امواج گرانشی را به تصویر می‌کشد و فضا-زمان را در جهان فشرده می‌کند. در روز چهارشنبه، 28 ژوئن 2023، محققان سیگنال‌هایی را از آنچه امواج گرانشی با فرکانس پایین می‌نامند، گزارش کردند – تغییراتی در ساختار کیهان که توسط اجرام پرجرمی در حال حرکت و برخورد در فضا ایجاد می‌شوند. دهه‌ها کار توسط دانشمندان در سراسر جهان طول کشید تا شواهدی را برای این لرزش‌های بسیار آهسته پیدا کنند. اعتبار: همکاری Aurore Simonnet/NANOGrav

در آخرین تحقیقات، دانشمندان به دنبال امواجی با فرکانسهای بسیار پایین‌تر بودند. این امواج آهسته ممکن است سالها یا حتی دهه‌ها طول بکشد تا بالا و پایین بروند و احتمالاً از برخی از بزرگترین اجرام جهان ما می‌آیند: سیاهچاله‌های بسیار پرجرم بیلیونها برابر جرم خورشید ما.

کهکشان‌ها در سراسر جهان دائماً در حال برخورد و ادغام با یکدیگر هستند. سابولکس مارکا، اخترفیزیکدان دانشگاه کلمبیا که در این تحقیق مشارکتی نداشت، توضیح داد که با وقوع این اتفاق، دانشمندان معتقدند سیاه‌چاله‌های پرجرم در مراکز این کهکشان‌ها نیز به هم می‌رسند و قبل از اینکه در نهایت سقوط کنند، در یک رقص قفل می‌شوند.

سیاهچاله‌ها امواج گرانشی را در حین چرخش در این جفت‌ها می‌فرستند که به نام دوتایی شناخته می‌شوند.

مارکا می‌گوید: «ابرسیاه‌چاله‌ها‌ی دوتایی‌ که به آرامی به دور یکدیگر می‌چرخند، مفاد آهنگهای اپرای کیهانی هستند.

این عکس ارائه شده توسط محققان نشان می‌دهد که اعضای تیم NANOGrav در سال 2018 در رصدخانه گرین بانک در گرین بانک، دبلیو ویرجینیا، ملاقات می‌کنند. در روز چهارشنبه، 28 ژوئن 2023، محققان سیگنال‌هایی را از آنچه آنها امواج گرانشی با فرکانس پایین می‌نامند گزارش کردند – تغییرات در تار و پود کیهان که توسط اجسام        پرجرمی در حال حرکت و برخورد در فضا ایجاد می‌شود. دهه‌ها کار توسط دانشمندان در سراسر جهان طول کشید تا شواهدی را برای این لرزش‌های بسیار آهسته پیدا کنند. اعتبار: NANOGrav از طریق AP

هیچ ابزاری روی زمین نمی‌تواند امواج این غولها را بگیرد. مایکل لام، محقق NANOGrav از مؤسسه SETI، گفت: «ما مجبور شدیم یک آشکارساز بسازیم که تقریباً به اندازه کهکشان بود.

نتایج منتشر شده در این هفته شامل داده‌های 15 ساله NANOGrav است که از تلسکوپ در سراسر آمریکای شمالی برای جستجوی امواج استفاده کرده است. تیم‌های دیگر شکارچیان امواج گرانشی در سراسر جهان از جمله در اروپا، هند، چین و استرالیا نیز مطالعاتی را منتشر کردند.

دانشمندان تلسکوپها را به سمت ستارگان مرده به نام تپ‌اخترها نشانه گرفتند که در حین چرخش در فضا مانند فانوس‌های دریایی جرقه‌هایی از امواج رادیویی را ارسال می‌کنند.

سارا ویگلند، عضو NANOGrav، اخترفیزیکدان در دانشگاه ویسکانسین-میلواکی، گفت: این انفجارها به قدری منظم هستند که دانشمندان دقیقاً می‌دانند که امواج رادیویی دقیقاً چه زمانی قرار است به سیاره ما بیایند – «مانند یک ساعت کاملاً منظم که از فاصله دور در فضا تیک تیک می‌زند». اما همانطور که امواج گرانشی تار و پود فضازمان را منحرف می‌کنند، در واقع فاصله بین زمین و این تپ‌اخترها را تغییر می‌دهند و این ضربان ثابت را از بین می‌برند.

این عکس بدون تاریخ که توسط محققان در ژوئن 2023 ارائه شد، رصدخانه گرین بانک در گرین بانک، دبلیو ویرجینیا را نشان می‌دهد. این تلسکوپ و چندین تلسکوپ دیگر در سراسر جهان برای رصد امواج گرانشی آهسته استفاده شده‌اند (موج‌های ضعیفی که توسط سیاه‌چاله‌های پرجرم ایجاد می‌شوند). اعتبار: جی یانگ/ رصدخانه گرین بانک از طریق AP

با تجزیه و تحلیل تغییرات کوچک در نرخ صدای تپ اخترهای مختلف – با برخی از پالس‌ها کمی زود و برخی دیگر دیر می‌آیند – دانشمندان می‌توانند بفهمند که امواج گرانشی در حال عبور هستند.

تیم NANOGrav با استفاده از تلسکوپ گرین بنک در ویرجینیای غربی، تلسکوپ آرسیبو در پورتوریکو و آرایه بسیار بزرگ در نیومکزیکو، 68 تپ اختر را در سراسر آسمان رصد کردند. تیم‌های دیگر شواهد مشابهی از ده‌ها تپ‌اختر دیگر پیدا کردند که با تلسکوپ‌ها در سرتاسر جهان رصد می‌شدند.

مارک کامیونکوفسکی، اخترفیزیکدان دانشگاه جان هاپکینز که در این تحقیق دخالتی نداشت، گفت: تا کنون، این روش قادر به ردیابی دقیق این امواج با فرکانس پایین نبوده است.

کامیونکوفسکی گفت: در عوض، زمزمه دائمی که در اطراف ما وجود دارد را آشکار می‌کند – مانند زمانی که در وسط یک مهمانی ایستاده‌اید، “شما صحبت همه این افراد را خواهید شنید، اما چیز خاصی نمی‌شنوید.” .

این عکس بدون تاریخ ارائه شده توسط محققان در ژوئن 2023 تلسکوپ رادیویی با آرایه بزرگ در نیومکزیکو را نشان می دهد. این تلسکوپ و چندین تلسکوپ دیگر در سراسر جهان برای رصد امواج گرانشی آهسته – موج‌های ضعیفی که توسط سیاه‌چاله‌های پرجرم ایجاد می‌شوند – که دائماً در حال کشش هستند و همه چیز را در کیهان تا حدی اندک فشرده می‌کنند. اعتبار: NRAO/AUI/NSF از طریق AP

روزنامه‌نگاران و دانشمندان در یک کنفرانس خبری شرکت کردند تا در مورد مشارکت دانشمندان چینی با استفاده از تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری (FAST) در جنوب چین در یک همکاری بین‌المللی در مورد امواج گرانشی در رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین (NAOC) صحبت کنند. در پکن، سه‌شنبه، 27 ژوئن 2023. در روز چهارشنبه، 28 ژوئن 2023، محققان سیگنالهایی را از آنچه امواج گرانشی با فرکانس پایین می‌نامند گزارش کردند – تغییراتی در ساختار کیهان ایجاد می‌شوند که توسط اجرام پرجرمی که در اطراف حرکت می‌کنند و برخورد می‌کنند. دهه‌ها کار توسط دانشمندان در سراسر جهان طول کشید تا شواهدی را برای این لرزش‌های بسیار آهسته پیدا کنند. اعتبار: AP Photo/Mark Schiefelbein

مینگارلی گفت که صدای پس‌زمینه‌ای که آنها پیدا کردند “بلندتر” از آن چیزی است که برخی دانشمندان انتظار داشتند. این امر می‌تواند به این معنا باشد که ادغام‌های سیاه‌چاله‌ها بیشتر یا بزرگ‌تر از آنچه ما فکر می‌کردیم در فضا اتفاق می‌افتد یا به منابع دیگری از امواج گرانشی اشاره می‌کند که می‌توانند درک ما از جهان را به چالش بکشند.

محققان امیدوارند که ادامه مطالعه این نوع امواج گرانشی به ما کمک کند تا درباره بزرگترین اجرام جهان خود بیشتر بدانیم. مارکا گفت که این می‌تواند درهای جدیدی را به روی “باستان‌شناسی کیهانی” باز کند که می‌تواند تاریخ سیاهچاله‌ها و کهکشان‌ها را ردیابی کند که در اطراف ما ادغام می‌شوند.

ویگلند گفت: “ما در حال باز کردن این پنجره جدید در جهان هستیم.”

​

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Scientists have finally ‘heard’ the chorus of gravitational waves that ripple through the universe

by Maddie Burakoff JULY 2, 2023

https://phys.org/news/2023-06-scientists-heard-chorus-gravitational-ripple.html