بيگ بنگ/ براي اولين‌بار، اخترشناسان تلالو نور برخورد دو سياهچاله را مشاهده کردند. اين دو جرم که ۷.۵ ميليارد سال نوري از زمين فاصله داشتند، به يکديگر رسيده و ادغام شدند. آنها در درون گردابي چرخان از ماده قرار دارند که به اطراف سياهچاله‌اي بزرگتر و کلان جرم مي‌چرخند. اين گرداب را با نام قرص برافزايشي مي‌شناسند که به دور افق رويداد يک سياهچاله مي‌چرخد؛ آنجا گرانش به قدري قوي است که حتي نور هم نمي‌تواند بگريزد. به همين دليل است که دانشمندان تا کنون برخورد دو سياهچاله را شاهد نبوده‌اند. در نبود نور، آن‌ها تنها مي‌توانند با شناسايي امواج گرانشي از وجودشان با خبر شوند. موج‌هايي در فضا-زمان که با برخورد دو جرم سنگين شکل مي‌گيرند. نخستين‌بار “آلبرت اينشتين” اين پديده را پيش‌بيني کرد، اما او هيچوقت فکر نمي‌کرد موج‌هاي گرانشي کشف شوند. با وجود اختلال‌ها و ارتعاش‌ها در گيتي، اين موج‌ها ضعيف‌تر از آني به نظر مي‌رسيدند که در زمين شناسايي شوند. به مدت ۱۰۰ سال، به نظر حرف اينشتين درست بود. زيرا در سال ۲۰۱۵، دو دستگاه در واشنگتن و لوئيزيانا اولين موج گرانشي را ثبت کردند: سيگنال‌هايي که از ادغام دو سياهچاله در فاصلهٔ ۱.۳ ميليارد سال نوري دريافت شده بودند. اين کشف باعث گشايش حوزه‌اي جديد در علم اخترشناسي شده و جايزهٔ نوبل را براي دو دانشمند حاضر در پروژه به همراه داشت. نام اين پروژه “رصدخانه موج گرانشي با تداخل‌سنج ليزري” يا به اختصار لايگو بود. حال براي اولين‌بار، دانشمندان برخورد دو سياهچاله را يافتند که رصدخانه، فوران نور آن را مطابقت داد. چيزي که پيشتر غيرممکن به نظر مي‌رسيد. زيرا سياهچاله‌ها نوري ساطع نمي‌کنند. به گفته محققان زماني که دو سياهچاله ادغام شدند، نيروي برخورد باعث پرتاب شدن سياهچالهٔ جوان به درون گاز قرص برافزايش سياهچالهٔ بزرگتر شد. ” بري مک کرنا” اخترشناس گروه تکنولوژي موسسهٔ کاليفرنيا، در اين باره گفت: «واکنش گاز به اين گلولهٔ پرسرعت است که شعلهٔ درخشاني ايجاد کرده و تلسکوپ‌هاي ما آن را شکار مي‌کنند.» محققان انتظار دارند در سال‌هاي آتي زماني که بايد دوباره وارد قرص برافزايش سياهچالهٔ بزرگتر شود شعلهٔ ديگري از اين سياهچاله رصد کنند. “مانسي کاسيوال” دانشيار اخترشناسي در دانشگاه کالتک و ديگر محقق اين پژوهش، گفت:«دليل جستجوي چنين شعله‌هايي بسيار مهم است، زيرا کمک بسياري به حل پرسش‌هاي اخترفيزيک و کيهان‌شناسي مي‌کند. اگر بتوانيم بار ديگر موفق به کشف اين شکل از نور ساطع شده از ادغام سياهچاله‌ها شويم، آن وقت مي‌توانيم خانهٔ اين سياهچاله‌ها را پيدا کنيم و چيزهاي بيشتري در مورد خاستگاه آنها بدانيم.» تلاقي شعله‌اي استثنائي با موج‌هاي گرانشي رصدخانه‌هاي لايگو که متشکل از دو آشکارساز امواج گرانشي در کشور آمريکا هستند و همچنين همتاي ايتاليايي آنها، ويرگو، اختلالي در فضا-زمان به در ماه مه ۲۰۱۹ ميلادي احساس کردند. تنها چند روز بعد، تلسکوپ‌هاي رصدخانهٔ پالومار در نزديکي سن ديگو، نور ناگهاني را در همان نقطه از کيهان رصد کردند. وقتي محققان کلتک به تصاوير آرشيوي آن نقطه از آسمان نگاه کردند، متوجه تشعش نور شدند. نور به آرامي در طول يک ماه ناپديد شده بود. زمان و محل اين اتفاق با مشاهدات رصدخانه‌ها همخواني داشت. “متيو گراهام” استاد اخترشناسي کلتک و عضو اصلي تحقيقات، در بيانيه اضافه کرد: «در مطالعاتمان ما نتيجه گرفتيم که اين شعله به احتمال در نتيجهٔ ادغام سياهچاله اتفاق افتاده است، اما ما نمي‌توانيم به طور کامل احتمال‌هاي ديگر را رد کنيم.»

گرچه محققان موفق به ردکردن اين احتمال شدند که نور مورد نظر از انفجارهاي هميشگي قرص برافزايشي سياهچاله آمده باشد. به اين دليل که قرص سياهچاله نزديک به ۱۵ سال قبل‌تر از اين شعله‌ها آرام بوده است. کاسليوال گفت: «سياهچاله‌هاي کلان جرم مثل اين سياهچاله هميشه شعله دارند. آن‌ها اجرام ساکتي نيستند اما زمان‌بندي، اندازه و محل اين شعله بسيار استثنائي بود.» لايگو چطور برخورد سياهچاله‌ها را شناسايي مي‌کند؟ هر دو آزمايشات لايگو و ويرگو متشکل از دو بازوي ۴ کيلومتري هستند. اين آشکارسازها پرتو ليزري شليک کرده و به دو قسمت تقسيم مي‌شوند. يکي از اين قسمت‌ها به درون لوله‌اي ۴ کيلومتري به سمت پايين و قسمت ديگر به درون لوله‌اي يکسان و عمودي فرستاده مي‌شود. اين پرتوها از آينه‌اي به آينه ديگر جهيده و سپس در نزديکي پرتابگر اصلي ادغام مي‌شوند. وقتي همه چيز آرام باشد، امواج نور با طولي يکسان بازگشته و آرايش آنها به گونه‌اي خواهد بود که يکديگر را خنثي مي‌کنند.

اما وقتي يک موج گرانشي به زمين برخورد مي‌کند، فضا-زمان را پيچ و تاب داده و به مدت کوتاهي يکي از لوله‌ها نسبت به ديگري کوتاه‌تر مي‌شود. اين خميدگي کش آمدن و فشرده شدن آهنگين تا زمان رد شدن موج ادامه دارد. وقتي اين اتفاق افتاد، دو موج نور طولي يکسان نداشته و ادغام نخواهند شد، بنابراين يکديگر را خنثي نمي‌کنند. اين باعث مي‌شود آشکارساز فلش ناگهاني نور را ثبت کند. در نتيجه محاسبهٔ تغييرات ميزان نور به فيزيکدانان کمک مي‌کند امواج گرانشي که از زمين رد مي‌شوند را شناسايي و رصد کنند. رصدخانه‌ها به همين شکل ادغام دو ستارهٔ نوتروني را در اکتبر ۲۰۱۷ شناسايي کردند؛ همچنين پديده‌اي که به عقيدهٔ محققان، بلعيدن يک ستارهٔ نوتروني توسط يک سياهچاله در ماه اوت ۲۰۱۹ بود، شناسايي شد. به طور کل، رصدخانه‌ها به احتمال بيش از ۳۰ بار موفق به شناسايي موج‌هاي گرانشي شده‌اند. يک رصدخانهٔ جديد امواج گرانشي راه‌اندازي خواهد شد وقتي يک رصدخانهٔ امواج گرانشي ديگري به نام آشکارساز امواج گرانشي کاميوکا يا به اختصار “کاگرا(KAGRA)” شروع به کار کند، دانشمندان انتظار ديدن اکتشافات اين چنيني بيشتري را در سال‌هاي آتي دارند. به کمک کاگرا، لايگو و ويرگو، دانشمندان قصد دارند محل دقيق‌تر برخوردهاي بزرگ را با دقتي سه برابر بيشتر شناسايي کنند. اين اتفاق مي‌تواند کار تلسکوپ‌ها را براي تأييد برخوردهاي داراي امواج گرانشي و همچنين رصد نور آنها راحت‌تر کند. “ويکي کالوگرا” اخترفيزيکدان دانشگاه نورث وسترن و پروژهٔ لايگو، پيش‌تر گفته بود که اين شبکهٔ جديد جهاني مي‌تواند تا ۱۰۰ برخورد در سال را شناسايي کند. با شناسايي هر چه بيشتر برخوردها با دقتي بالاتر توسط اين شبکهٔ جهاني، دانشمندان قادر خواهند بود تا اطلاعات بيشتري در مورد ادغام‌هاي عظيم کسب کنند. جزئيات بيشتر اين پژوهش در مجلهٔ Physical review letters منتشر شده است.

به پيج اينستاگرامي «آخرين خبر» بپيونديد

instagram.com/akharinkhabar