Δευτέρα, 5 Ιουνίου 2017

Νέο βαρυτικό κύμα ανίχνευσε το LIGO

bh-gwΤο πείραμα Advanced LIGO αποδεικνύεται πρωτεργάτης στη νέα εποχή για την αστρονομία που το ίδιο εγκαινίασε, όταν τον Σεπτέμβριο του 2015 κατάφερε να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά στην ιστορία.  Έτσι, όπως ανακοίνωσαν οι υπεύθυνοί του, οι δύο ανιχνευτές του πειράματος στη Λουιζιάνα και την Ουάσιγκτον εντόπισαν για τρίτη φορά “ρυτιδώσεις” στο χωροχρονικό συνεχές, την ύπαρξη των οποίων είχε προβλέψει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν από το 1915.
 
Το τρίτο βαρυτικό κύμα ανιχνεύτηκε στις 4 Ιανουαρίου του ‘17 και γι αυτό ονομάστηκε GW170104. Στο σχήμα οι δύο μαύρες τρύπες που ενώθηκαν για να φτιάξουν την τελική.

Η τρίτη ανίχνευση έγινε τον περασμένο Ιανουάριο και αφορούσε διαταραχές που προκλήθηκαν από τη συγχώνευση δύο μελανών οπών, με μάζες 31 και 19 φορές μεγαλύτερη από την ηλιακή. Δεν πρόκειται για την ελαφρύτερη πηγή βαρυτικών κυμάτων που έχει εντοπίσει το πείραμα, αφού η δεύτερη ανίχνευση τον Δεκέμβριο του 2015 είχε να κάνει με δύο μελανές οπές με μάζες 14 και 8 φορές μεγαλύτερη από την ηλιακή.
 
Ωστόσο, πρόκειται για την πιο μακρινή συγχώνευση μελανών οπών που έχει καταγράψει το Advanced LIGO. Κι αυτό γιατί το συγκεκριμένο ζεύγος από μαύρες τρύπες βρίσκεται κατά μέσο σε απόσταση 2,8 δισ. ετών φωτός – από 1,6 έως 4,3 έτη φωτός.  Θεωρητικά, οποιοδήποτε σώμα κινείται προκαλεί την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων, τα οποία διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.
 
Η ανάλυση του GW170104 μας έδωσε ένα νέο ανώτερο όριο στη μάζα των βαρυτονίων (τον φορέα της βαρυτικής αλληλεπίδρασης, όπως το φωτόνιο είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης) , εάν βέβαια τα βαρύτονια έχουν μάζα. Το μήκος κύματος Compton του βαρυτονίου είναι τουλάχιστον 1.5×1016 m, ή περίπου 1,6 έτη φωτός, που αντιστοιχεί σε μάζα που δεν υπερβαίνει τα 7,7 × 10-23 eV / c2. Αυτό το μήκος κύματος Compton είναι περίπου 9 × 109 φορές μεγαλύτερο από το βαρυτικό μήκος κύματος του συμβάντος GW170104.
 
GW170104_signal
Τα σήματα στους δύο ανιχνευτές του LIGO
 
Ωστόσο, πρέπει να είναι σώματα τεράστιας μάζας ή πολύ βίαια φαινόμενα, όπως ο στροβιλισμός δύο μελανών οπών με ολοένα μικρότερη απόσταση μέχρι να συγκρουστούν, για να έχουν οι διαταραχές τέτοια ένταση ώστε να μπορούν να ανιχνευθούν.
 
Ακόμη και σε αυτή την περίπτωση, άλλωστε, η παραμόρφωση που προκαλούν είναι περίπου 1000 φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός πρωτονίου.
“Με την τρίτη επιβεβαιωμένη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών, το Advanced LIGO καθιερώνεται ως ένα ισχυρό παρατηρητήριο για την αποκάλυψη της σκοτεινής πλευράς του σύμπαντος”, αναφέρει σε δήλωσή του ο Ντέιβιντ Ρέιτζ από το Caltech, διευθυντής του εργαστηρίου LIGO. 
 
Οι αστρονόμοι ανυπομονούν να ανακαλύψουν βαρυτικά κύματα από άλλους τύπους φαινομένων, πέρα από τις συγκρούσεις μελανών οπών – όπως, για παράδειγμα, τη συγχώνευση αστέρων νετρονίων.
 
Κατά την παρουσίαση της τρίτης ανίχνευσης στη συνέντευξη Τύπου, οι ερευνητές ανέφεραν πως αυτή την περίοδο αναλύουν έξι ακόμη “υποψήφιες μετρήσεις”, χωρίς ωστόσο να δώσουν περισσότερες λεπτομέρειες.
 
Βέβαια, το πείραμα θα συνεχίσει να συγκεντρώνει δεδομένα τουλάχιστον μέχρι τα τέλη Αυγούστου, όταν θα διακόψει τη λειτουργία του για την επόμενη φάση ααβάθμισης της ευαισθησίας του.
 
Κάποια στιγμή αυτό καλοκαίρι, θα τεθεί επίσης σε ειτουργία των ανιχνευτών του “δίδυμου” πειράματος Virgo στην Ιταλία. Επίσης, ένας τέταρτος ανιχνευτής αναμένεται να αρχίσει να συγκεντρώνει μετρήσεις μέσα στην επόμενη χρονιά.