ในเดือนกุมภาพันธ์ 2559 นักวิทยาศาสตร์ที่ Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) สร้างประวัติศาสตร์ด้วยการประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง (GWs) เป็นครั้งแรก ระลอกคลื่นเหล่านี้ในโครงสร้างของเอกภพซึ่งเกิดจากการรวมตัวของหลุมดำหรือดาวแคระขาวชนกันเป็นครั้งแรกตามคำทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein เมื่อประมาณหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา
ประมาณหนึ่งปีที่ผ่านมาสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งสองของ LIGO ถูกออฟไลน์เพื่อให้เครื่องตรวจจับสามารถรับการอัพเกรดฮาร์ดแวร์ได้หลายชุด เมื่อการอัปเกรดเหล่านี้เสร็จสมบูรณ์ LIGO เพิ่งประกาศว่าหอดูดาวจะกลับมาออนไลน์ในวันที่ 1 เมษายน ณ จุดนั้นนักวิทยาศาสตร์คาดว่าความไวที่เพิ่มขึ้นจะช่วยให้สามารถตรวจจับได้ "เกือบทุกวัน"
จนถึงขณะนี้เหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วงทั้งหมด 11 เหตุการณ์ถูกตรวจพบในระยะเวลาประมาณสามปีครึ่ง สิบส่วนนี้เป็นผลมาจากการรวมตัวของหลุมดำในขณะที่สัญญาณที่เหลือเกิดจากการชนของดาวนิวตรอนหนึ่งคู่ (เหตุการณ์หนึ่งพันกิโล) โดยการศึกษาเหตุการณ์เหล่านี้และอื่น ๆ เช่นพวกเขานักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มต้นในยุคใหม่ของดาราศาสตร์
และด้วยการอัปเกรด LIGO เสร็จสมบูรณ์แล้วนักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเพิ่มจำนวนกิจกรรมที่ตรวจจับได้ในปีที่จะมาถึง Gabriela Gonzálezศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยรัฐลุยเซียนาซึ่งใช้เวลาหลายปีในการตามล่า GWs กล่าว
“ กาลิเลโอคิดค้นกล้องโทรทรรศน์หรือใช้กล้องโทรทรรศน์เป็นครั้งแรกในการทำดาราศาสตร์เมื่อ 400 ปีก่อน และวันนี้เรายังคงสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่ดีกว่า ฉันคิดว่าทศวรรษนี้เป็นจุดเริ่มต้นของดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วง ดังนั้นสิ่งนี้จะทำให้ความคืบหน้ากับเครื่องตรวจจับที่ดีกว่าด้วยเครื่องตรวจจับที่แตกต่างกันกับเครื่องตรวจจับมากขึ้น”
เครื่องตรวจจับ LIGO ทั้งสองตั้งอยู่ใน Hanfrod, Washington และ Livingston, Louisiana ประกอบด้วยท่อคอนกรีตสองท่อที่ต่อเข้ากับฐาน ภายในท่อมีลำแสงเลเซอร์อันทรงพลังสองตัวที่สะท้อนออกมาเป็นชุดกระจกเพื่อวัดความยาวของแขนแต่ละข้างด้วยความแม่นยำสูง
เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนที่ผ่านเครื่องตรวจจับพวกมันจะบิดเบือนพื้นที่และทำให้ความยาวเปลี่ยนไปตามระยะทางที่น้อยที่สุด (เช่นที่ระดับ Subatomic) ตามที่ Joseph Giaime หัวหน้าหอดูดาว LIGO ในลิฟวิงสตันรัฐหลุยเซียน่าการอัพเกรดล่าสุดรวมถึงเลนส์ที่จะเพิ่มพลังงานเลเซอร์และลด "เสียง" ในการวัดของพวกเขา
สำหรับช่วงเวลาที่เหลือของปีการวิจัยเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงจะได้รับการหนุนจากความจริงที่ว่าเครื่องตรวจจับที่สาม (เครื่องวัดสัญญาณดาวฤกษ์ในอิตาลี) ก็จะทำการสำรวจด้วยเช่นกัน ในระหว่างการสังเกตการณ์ครั้งสุดท้ายของ LIGO ซึ่งดำเนินการตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2559 ถึงสิงหาคม 2560 ชาวราศีกันย์เป็นผู้ดำเนินงานเท่านั้นและสามารถให้การสนับสนุนในตอนท้ายได้
นอกจากนี้หอสังเกตการณ์ KAGRA ของญี่ปุ่นคาดว่าจะเปิดตัวทางออนไลน์ในอนาคตอันใกล้นี้เพื่อให้เครือข่ายการตรวจจับที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ในท้ายที่สุดการมีหอสังเกตการณ์หลายแห่งคั่นด้วยระยะทางอันกว้างใหญ่ทั่วโลกไม่เพียง แต่จะช่วยให้มีการยืนยันในระดับที่สูงขึ้น แต่ยังช่วย จำกัด สถานที่ที่เป็นไปได้ของแหล่ง GW ด้วย
สำหรับการสำรวจครั้งต่อไปนักดาราศาสตร์ GW จะได้รับประโยชน์จากระบบเตือนภัยสาธารณะซึ่งกลายเป็นคุณสมบัติปกติของดาราศาสตร์สมัยใหม่ โดยทั่วไปเมื่อ LIGO ตรวจพบเหตุการณ์ GW ทีมจะส่งการแจ้งเตือนเพื่อให้หอสังเกตการณ์ทั่วโลกสามารถเล็งเห็นกล้องโทรทรรศน์ของพวกเขาไปยังแหล่งกำเนิดในกรณีที่เหตุการณ์เกิดปรากฏการณ์ที่สังเกตได้
นี่เป็นกรณีที่เกิดขึ้นกับเหตุการณ์ kilnova ที่เกิดขึ้นในปี 2560 (หรือที่รู้จักในชื่อ GW170817) หลังจากที่ดาวนิวตรอนสองดวงที่สร้าง GWs ชนกันแสงที่เปล่งออกมาก็ส่งผลให้สว่างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป การปะทะกันนี้นำไปสู่การปล่อยไอพ่นเร็วสุดและการก่อตัวของหลุมดำ
ตาม Nergis Mavalvala นักวิจัยคลื่นความโน้มถ่วงที่ MIT ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ซึ่งเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ GW ได้รับการรักษาที่หายากจนถึงขณะนี้ นอกจากนี้ยังมีโอกาสที่บางสิ่งที่ไม่คาดคิดจะถูกเปิดเผยซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์งุนงงและตกใจ:
“ เราเห็นหลุมดำเพียงไม่กี่หลุมเท่านั้นจากหลุมที่เป็นไปได้ทั้งหมด มีคำถามมากมายที่เรายังไม่รู้ว่าจะตอบอย่างไรนั่นคือวิธีการค้นพบที่เกิดขึ้น คุณเปิดเครื่องดนตรีใหม่ชี้ไปที่ท้องฟ้าและคุณเห็นบางสิ่งที่คุณไม่มีความคิด”
การวิจัยคลื่นแรงโน้มถ่วงเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ การปฏิวัติที่เกิดขึ้นในดาราศาสตร์ในปัจจุบัน และเช่นเดียวกับสาขาอื่น ๆ ของการวิจัย (เช่นการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและการสังเกตการณ์ของเอกภพยุคแรก) มันได้รับประโยชน์จากการแนะนำเครื่องมือและวิธีการที่ได้รับการปรับปรุงในไม่กี่ปีข้างหน้า
