ตรวจพบเหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วงที่สาม

Send

คลื่นเลเซอร์ความโน้มถ่วงที่สามถูกตรวจจับโดย Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) ทีมงานต่างประเทศประกาศการตรวจจับในวันนี้ในขณะที่ตรวจพบเหตุการณ์ในวันที่ 4 มกราคม 2017 คลื่นแรงโน้มถ่วงเป็นระลอกคลื่นในอวกาศตามคำทำนายของ Albert Einstein เมื่อหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา

LIGO ประกอบด้วยสองสิ่งอำนวยความสะดวก: หนึ่งใน Hanford, Washington และหนึ่งใน Livingston, Louisiana เมื่อ LIGO ประกาศคลื่นความโน้มถ่วงแรกกลับมาในเดือนกุมภาพันธ์ 2559 (ตรวจพบในเดือนกันยายน 2558) มันเปิดหน้าต่างใหม่สู่ดาราศาสตร์ ด้วยคลื่นความโน้มถ่วงนี้คนที่สามตรวจพบว่าหน้าต่างใหม่มีขนาดใหญ่ขึ้น จนถึงขณะนี้คลื่นทั้งสามที่ตรวจพบได้ถูกสร้างขึ้นโดยการรวมกันของหลุมดำ

ทีมงานรวมถึงวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จาก Northwestern University ในรัฐอิลลินอยส์ตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาในวารสาร Physical Review Letters

เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงแรกถูกตรวจพบในที่สุดกว่าหนึ่งร้อยปีหลังจาก Einstein ทำนายว่ามันจะช่วยยืนยันคำอธิบายของ Einstein เกี่ยวกับเวลาว่างในฐานะการต่อเนื่องแบบบูรณาการ มักกล่าวกันว่าไม่ใช่ความคิดที่ดีที่จะวางเดิมพันกับไอสไตน์และการตรวจจับครั้งที่สามนี้เป็นการเสริมความแข็งแกร่งให้กับทฤษฎีของไอน์สไตน์

เช่นเดียวกับการตรวจจับสองครั้งก่อนหน้าอันนี้ถูกสร้างขึ้นโดยการรวมของหลุมดำสองแห่ง สองคนนี้มีขนาดต่างกัน หนึ่งคือประมาณ 31.2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์และอีกอันประมาณ 19.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เหตุการณ์มวลดวงอาทิตย์ 50 ดวงที่รวมกันทำให้เกิดคลื่นลูกที่สามซึ่งมีชื่อว่า GW170104 หลุมดำนั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 3 พันล้านปีแสง

“ …ประชากรหลุมดำที่น่าสนใจ…” - Vicky Kalogera, นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อาวุโส, LIGO Scientific Collaboration

LIGO แสดงให้เราเห็นว่าพวกมันคือประชากรของหลุมดำไบนารีนั่นเอง Vicky Kalogera นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อาวุโสของ LIGO Scientific Collaboration (LSC) ซึ่งทำการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเครื่องตรวจจับ LIGO คู่แฝดของเรามีการตรวจพบจำนวนหลุมดำที่น่าสนใจซึ่งเรายังไม่รู้มาก่อนจนถึงปัจจุบัน ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา

“ ตอนนี้เรามีหลุมดำสามคู่แต่ละคู่จบการเต้นรำเกลียวตายของพวกเขามากกว่าล้านหรือพันล้านปีในการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล ในทางดาราศาสตร์เราพูดด้วยวัตถุสามชนิดที่เหมือนกันคุณมีคลาส เรามีประชากรและเราสามารถทำการวิเคราะห์ได้”

เมื่อเราบอกว่าคลื่นความโน้มถ่วงได้เปิดหน้าต่างใหม่ในดาราศาสตร์หน้าต่างนั้นจะเปิดออกสู่หลุมดำด้วยตนเอง นอกเหนือจากการยืนยันการคาดการณ์ของ Einstein และการสร้างประชากรของหลุมดำไบนารี LIGO สามารถกำหนดลักษณะและวัดหลุมดำเหล่านั้นได้ เราสามารถเรียนรู้มวลของหลุมและลักษณะการหมุนได้

“ อีกครั้งหลุมดำนั้นหนัก” เชนลาร์สันจากมหาวิทยาลัยนอร์ ธ เวสเทิร์นและแอดเลอร์เรซิเดนเซสในชิคาโกกล่าว “ หลุมดำแรกที่ LIGO ตรวจพบนั้นหนักเป็นสองเท่าอย่างที่เราคาดไว้ ตอนนี้พวกเราทุกคนต่างพยายามปั่น cranks ของเราเพื่อค้นหาวิธีการมากมายที่น่าสนใจที่เราสามารถจินตนาการได้ว่าจักรวาลทำให้หลุมดำขนาดใหญ่และใหญ่ และทางตะวันตกเฉียงเหนือนั้นแข็งแกร่งในด้านการวิจัยดังนั้นเราจึงตื่นเต้น”

การค้นพบที่สามนี้เพิ่มความแข็งแกร่งให้กับกรณีของการมีหลุมดำระดับใหม่: หลุมดำไบนารีที่ถูกล็อคด้วยความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าวัตถุเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าที่คิดไว้ก่อนที่ LIGO จะตรวจจับวัตถุเหล่านั้น

“ เป็นเรื่องน่าทึ่งที่มนุษย์สามารถรวบรวมเรื่องราวและทดสอบมันสำหรับเหตุการณ์ที่แปลกประหลาดและสุดขั้วที่เกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและพันล้านปีแสงที่อยู่ห่างไกลจากเรา” - David Shoemaker, MIT

“ เรามีการยืนยันเพิ่มเติมเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของหลุมดำที่หนักกว่า 20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์วัตถุที่เราไม่เคยรู้มาก่อนที่ LIGO จะตรวจจับพวกมัน” David Shoemaker จาก MIT โฆษกของ LIGO Scientific Collaboration กล่าว “ เป็นเรื่องน่าทึ่งที่มนุษย์สามารถรวบรวมเรื่องราวและทดสอบมันสำหรับเหตุการณ์ที่แปลกประหลาดและสุดขั้วที่เกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและพันล้านปีแสงที่อยู่ห่างไกลจากเรา”

David Reitze จาก Caltech ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ LIGO และนอร์ ธ เวสเทิร์นกล่าวว่า“ ด้วยการตรวจจับคลื่นยืนยันความโน้มถ่วงครั้งที่สามจากการชนกันของหลุมดำสองแห่ง LIGO จึงสร้างตัวมันเอง ศิษย์เก่า “ ในขณะที่ LIGO มีความเหมาะสมในการสังเกตเหตุการณ์ประเภทนี้เราหวังว่าจะเห็นเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ประเภทอื่น ๆ ในไม่ช้าเช่นการชนที่รุนแรงของดาวนิวตรอนสองดวง”

เสียงร้องเจี๊ยก ๆ นิทานยืนยันการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและคุณสามารถได้ยินมันอธิบายและอธิบายที่นี่ในพอดคาสต์มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น

แหล่งที่มา: