Üç yıllık bir aradan sonra, ABD'deki bilim adamları şu anda dedektörleri çalıştırdılar. yerçekimi dalgalarını ölçmek— küçük dalgalanmalar uzay evrende dolaşan kendisi.

Işık dalgalarından farklı olarak, yerçekimi dalgaları neredeyse galaksiler, yıldızlar, gaz ve toz tarafından engellenmemiş evreni dolduran. Bu, yerçekimi dalgalarını ölçerek, benim gibi astrofizikçiler doğrudan evrendeki en muhteşem fenomenlerden bazılarının kalbine göz atabilir.

2020'den beri, Lazer İnterferometrik Yerçekimi Dalgası Gözlemevi—yaygın olarak şu şekilde bilinir: LİNK- bazı heyecan verici yükseltmelerden geçerken uykuda oturuyordu. Bu iyileştirmeler hassasiyeti önemli ölçüde artırın LIGO ve tesisin daha küçük dalgalanmalar oluşturan daha uzaktaki nesneleri gözlemlemesine izin vermelidir. boş zaman.

Yerçekimi dalgaları oluşturan olayların daha fazlasını tespit ederek, gökbilimcilerin aynı olayların ürettiği ışığı da gözlemlemeleri için daha fazla fırsat olacaktır. Bir olay görmek birden fazla bilgi kanalı aracılığıylaadlı bir yaklaşım çoklu haberci astronomi, gökbilimcilere sağlar nadir ve gıpta ile bakılan fırsatlar herhangi bir laboratuvar testinin çok ötesinde fizik hakkında bilgi edinmek.

Uzayzamandaki Dalgalanmalar

Göre Einstein'ın genel görelilik kuramı, kütle ve enerji, uzay ve zamanın şeklini çarpıtır. Uzay-zamanın bükülmesi, nesnelerin birbirine göre nasıl hareket ettiğini, yani insanların yerçekimi olarak deneyimlediklerini belirler.

Yerçekimi dalgaları, büyük nesneler gibi olduğunda oluşturulur. kara delikler veya nötron yıldızları birbiriyle birleşiyor, uzayda ani, büyük değişiklikler üretiyor. Uzayın eğilme ve esneme süreci, evrene bir dalga gibi dalgalar gönderir. durgun bir gölette dalga. Bu dalgalar, bir bozulmadan her yöne doğru hareket eder, bunu yaparken uzayı çok az büker ve yollarına çıkan nesneler arasındaki mesafeyi çok az değiştirir.

Yerçekimi dalgaları üreten astronomik olaylar, evrendeki en büyük nesnelerden bazılarını içerse de, uzayın esnemesi ve büzülmesi son derece küçüktür. Samanyolu'ndan geçen güçlü bir yerçekimi dalgası, tüm galaksinin çapını yalnızca üç fit (bir metre) değiştirebilir.

İlk Yerçekimi Dalgası Gözlemleri

İlk olarak 1916'da Einstein tarafından tahmin edilmiş olsa da, o dönemin bilim adamlarının yerçekimi dalgaları teorisi tarafından öne sürülen mesafedeki küçük değişiklikleri ölçme konusunda çok az umutları vardı.

2000 yılı civarında, Caltech, Massachusetts Institute of Technology ve dünyanın dört bir yanındaki diğer üniversitelerdeki bilim adamları, şimdiye kadar yapılmış en hassas cetveli inşa etmeyi tamamladılar:LİNK.

LIGO iki ayrı gözlemevinden oluşuyor, biri Hanford, Washington'da ve diğeri Livingston, Louisiana'da bulunuyor. Her bir gözlemevi, tesisin merkezinden birbirine 2.5 derecelik bir açıyla uzanan iki, 90 mil uzunluğunda (dört kilometre uzunluğunda) kollara sahip dev bir L şeklindedir.

Araştırmacılar yerçekimi dalgalarını ölçmek için tesisin merkezinden L'nin tabanına bir lazer tutuyorlar. Orada, lazer her bir koldan aşağı inecek, bir aynadan yansıyacak ve tabana geri dönecek şekilde bölünüyor. Lazer parlarken kollardan yerçekimi dalgası geçerse, iki ışın çok az farklı zamanlarda merkeze geri döner. Fizikçiler, bu farkı ölçerek tesisten bir yerçekimi dalgasının geçtiğini anlayabilirler.

LIGO faaliyete geçti 2000'lerin başında, ancak yerçekimi dalgalarını algılayacak kadar hassas değildi. Bu nedenle, 2010 yılında LIGO ekibi, performansı gerçekleştirmek için tesisi geçici olarak kapattı. hassasiyeti artırmak için yükseltmeler. LIGO'nun yükseltilmiş versiyonu başladı 2015 yılında ve neredeyse anında veri toplama algılanan yerçekimi dalgaları iki kara deliğin birleşmesinden üretilmiştir.

2015'ten beri, LIGO tamamlandı üç gözlem çalışması. İlk O1 koşusu yaklaşık dört ay sürdü; ikincisi, O2, yaklaşık dokuz ay; ve üçüncüsü, O3, COVID-11 salgını tesisleri kapanmaya zorlamadan önce 19 ay sürdü. O2 çalıştırmasından başlayarak, LIGO bir ortaklaşa gözlemliyor. Başak adlı İtalyan gözlemevi.

Her çalışma arasında, bilim adamları dedektörlerin fiziksel bileşenlerini ve veri analiz yöntemlerini geliştirdiler. Mart 3'deki O2020 çalışmasının sonunda, LIGO ve Virgo işbirliğindeki araştırmacılar şunları tespit etmişti: yaklaşık 90 yerçekimi dalgası kara deliklerin ve nötron yıldızlarının birleşmesinden.

Gözlemevleri hala henüz maksimum tasarım hassasiyetine ulaşmadı. Böylece, 2020'de her iki gözlemevi de yükseltmeler için kapatıldı bir kez daha.

Bazı Yükseltmeler Yapmak

Bilim adamları üzerinde çalıştıkları birçok teknolojik gelişme.

Özellikle umut verici bir yükseltme, 1,000 metrelik bir 300 fit (XNUMX metre) eklemeyi içeriyordu. optik boşluk geliştirmek için sıkma denilen teknik. Sıkıştırma, bilim adamlarının ışığın kuantum özelliklerini kullanarak dedektör gürültüsünü azaltmasına olanak tanır. Bu yükseltme ile LIGO ekibi, öncekinden çok daha zayıf yerçekimi dalgalarını tespit edebilmelidir.

Takım arkadaşlarım ve ben LIGO işbirliğindeki veri bilimcileriyiz ve bir dizi farklı yükseltme üzerinde çalışıyoruz. LIGO verilerini işlemek için kullanılan yazılım ve tanıyan algoritmalar bu verilerdeki yerçekimi dalgalarının işaretleri. Bu algoritmalar, eşleşen kalıpları arayarak çalışır. milyonlarca teorik model olası kara delik ve nötron yıldızı birleşme olaylarının Geliştirilmiş algoritma, önceki algoritma sürümlerine göre verilerdeki arka plan gürültüsünden yerçekimi dalgalarının zayıf işaretlerini daha kolay seçebilmelidir.

Yüksek Çözünürlüklü Astronomi Çağı

Mayıs 2023'ün başlarında LIGO, her şeyin çalıştığından emin olmak için mühendislik çalışması adı verilen kısa bir test çalışması başlattı. 18 Mayıs'ta LIGO, muhtemelen yerçekimi dalgaları tespit etti. kara deliğe dönüşen bir nötron yıldızından üretilir.

LIGO'nun 20 aylık gözlem çalışması 04 resmen 24 Mayıs'ta başladı ve daha sonra Başak ve yeni bir Japon gözlemevi olan Kamioka Yerçekimi Dalgası Detektörü veya KAGRA da ona katılacak.

Bu çalışma için pek çok bilimsel hedef olsa da, yerçekimi dalgalarını gerçek zamanlı olarak tespit etmeye ve yerelleştirmeye özel bir odaklanma var. Ekip bir yerçekimi dalgası olayını tanımlayabilir, dalgaların nereden geldiğini anlayabilir ve diğer gökbilimcileri bu keşifler konusunda hızlı bir şekilde uyarabilirse, gökbilimcilerin kaynakta görünür ışık, radyo dalgaları veya diğer veri türlerini toplayan diğer teleskopları işaret etmesine olanak tanır. yerçekimi dalgasının. Tek bir olayla ilgili birden fazla bilgi kanalı toplama—çoklu haberci astrofizik- siyah beyaz sessiz bir filme renk ve ses eklemek gibidir ve astrofiziksel olayların çok daha derin bir şekilde anlaşılmasını sağlayabilir.

Gökbilimciler yalnızca tek bir olay gözlemlediler hem yerçekimi dalgalarında hem de görünür ışıkta bugüne kadar - birleşmesi 2017'de görülen iki nötron yıldızı. Ancak bu tek olaydan, fizikçiler evrenin genişlemesi ve bazılarının kökenini onaylayın evrenin en enerjik olayları olarak bilinir gama ışını patlamaları.

Run O4 ile gökbilimciler tarihteki en hassas yerçekimi dalgası gözlemevlerine erişebilecekler ve umarız her zamankinden daha fazla veri toplayacaklar. Meslektaşlarım ve ben, önümüzdeki aylarda modern astrofiziğin sınırlarını zorlayacak bir veya belki de birçok çoklu haberci gözlemiyle sonuçlanacağını umuyoruz.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

İmaj Katkısı: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi/Scott Noble; simülasyon verileri, d'Ascoli ve ark. 2018

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/05/28/gravitational-wave-detector-ligo-is-finally-back-online-with-exciting-upgrades-to-make-it-way-more-sensitive/