Οι επιστήμονες του MIT μόλις ξεκίνησαν μια νέα αναζήτηση για τα κύματα της Μεγάλης Έκρηξης που κυματίζουν το σύμπαν. Το σχέδιο είναι για έναν τεράστιο, ευαίσθητο, νέας γενιάς ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων. Μέσα στα επόμενα τρία χρόνια, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών θα το κατασκευάσει.
Αυτό το τεράστιο και εξαιρετικά ευαίσθητο παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων θα είναι τόσο μεγάλο όσο μια μικρή πόλη. Οι επιστήμονες ελπίζουν να είναι σε θέση να συλλάβουν μικρούς κυματισμούς στον χωροχρόνο από το πρώιμο σύμπαν.
Ο ανιχνευτής θα μετρήσει το χρονισμό δύο λέιζερ που ταξιδεύουν από το ίδιο σημείο κάτω από δύο ξεχωριστές σήραγγες και πίσω. Οποιαδήποτε διαφορά στους χρόνους άφιξής τους θα μπορούσε να είναι ένα σήμα ότι ένα βαρυτικό κύμα διήλθε.
Υπάρχει ήδη ένα παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων συμβολόμετρου λέιζερ (LIGO) στο οποίο λειτουργούν το MIT και το Caltech, και αυτό θα είναι παρόμοιο αλλά δέκα φορές μεγαλύτερο.
Οι βραχίονες του νέου ανιχνευτή σε σχήμα L θα εκτείνονται σαράντα χιλιόμετρα εκατέρωθεν και θα είναι δέκα φορές μεγαλύτεροι από εκείνους στα παρατηρητήρια σήμερα. Θα μπορούν να συλλάβουν βαρυτικούς κυματισμούς από πολύ πιο μακριά. Αυτό θα ρίξει φως σε πολλά ακόμη αρχαία γεγονότα που δημιούργησαν αρκετή ενέργεια στο παρελθόν για να παράγουν επίσης βαρυτική έλξη.
Οι επιστήμονες έχουν επίσης αναπαράγει τον ήχο μιας μαύρης τρύπας, καθώς και τον ήχο των βαρυτικών κυματισμών, κάνοντας κινήσεις προς την εφαρμογή της θεωρίας της γενικής σχετικότητας στην εμπειρική παρατήρηση.
Ανακαλύψεις σε Gravitational Ripples
Ελπίζεται ότι αυτός ο τύπος ανιχνευτή θα αναγνωρίσει γεγονότα που δημιούργησαν τόση ενέργεια, ώστε να κάμψουν επίσης τον χωροχρόνο μέσω της βαρύτητας.
Ένα τέτοιο γεγονός είναι η σύγκρουση άστρων νετρονίων , που αποτελούνται από την πυκνότερη σταθερή ύλη στο σύμπαν. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία μιας μαύρης τρύπας —δηλαδή, εκτός εάν τα αστέρια φτάσουν σε συγκεκριμένη μάζα πέρα από την οποία η δική τους μάζα και πυκνότητα δημιουργεί μαύρες τρύπες. Αυτό καθορίζεται από το όριο Tolman–Oppenheimer–Volkoff.
Η πρόσκρουση δημιουργεί ένα σοκ που στέλνει βαρυτικούς κυματισμούς. Αυτά εντοπίστηκαν για πρώτη φορά το 2015 και μελετήθηκαν τα επόμενα χρόνια για να μετρηθεί και να κατανοηθεί τι είδους αντικείμενα δημιούργησαν αυτούς τους κυματισμούς.
Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μεταξύ των πρώτων γεγονότων που εντοπίστηκαν από το LIGO ήταν δύο μαύρες τρύπες που συγκρούονται . Κατάφεραν να υπολογίσουν την ταχύτητα με την οποία συγκρούστηκαν οι μαύρες τρύπες και την ενέργεια που παρήχθη ως αποτέλεσμα. Το LIGO είχε δύο δίδυμους ανιχνευτές σε διαφορετικά μέρη των Ηνωμένων Πολιτειών. Άλλοι παρόμοιοι ανιχνευτές λειτουργούν στην Ιταλία (ένα σύνολο από αυτούς ονομάζεται Virgo), και ένα άλλο σετ είναι το KAGRA στην Ιαπωνία.
Καθώς η κατασκευή αρκετών παρόμοιων ανιχνευτών σε όλο τον κόσμο έχει προχωρήσει πολύ την έρευνα, με περισσότερους κυματισμούς να ανιχνεύονται και πιο μακριά, αυτό δεν είναι αρκετό. Οι επιστήμονες προσπαθούν να κατασκευάσουν ένα ακόμη πιο ευαίσθητο όργανο που θα μπορούσε να είναι σε θέση να μας πει τι συνέβη όταν άρχισαν να σχηματίζονται οι γαλαξίες.
Ο εκτελεστικός διευθυντής του Cosmic Explorer , Matthew Evans και ο συνάδελφός του Salvatore Vitale, είναι έτοιμοι να δουν τον νέο ανιχνευτή σε δράση. Ήδη μελετούν τη σύγκρουση μαύρων οπών και άστρων νετρονίων σε απόσταση 1,4 δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριά. Αυτό είναι μακριά, αλλά όχι αρκετό σε σύγκριση με το μέγεθος του σύμπαντος.
