يمكن أن يساعد “رادار” الموجات الثقالية في رسم خريطة للكون غير المرئي


يبدو الأمر وكأنه إعداد لمزحة: إذا أعطتك موجات الراديو الرادار والصوت يمنحك السونار ، فما الذي تحصل عليه موجات الجاذبية؟

قد تكون الإجابة “GRADAR” – موجات الجاذبية “رادار” – تقنية مستقبلية محتملة يمكن استخدامها انعكاسات موجات الجاذبية لرسم خريطة للكون غير المرئي، كما يقول الباحثون في ورقة قبلوا خطابات المراجعة المادية. من خلال البحث عن هذه الإشارات ، قد يتمكن العلماء من العثور على المادة المظلمة أو النجوم القاتمة الغريبة والتعرف على دواخلها العميقة.

يستخدم علماء الفلك بشكل روتيني موجات الجاذبية – تموجات متنقلة في نسيج المكان والزمان نفسه ، أولاً تم اكتشافه في عام 2015 – لمشاهدة الأحداث الكارثية التي يصعب دراستها بالضوء وحده ، مثل اندماج ثقبين أسودين (SN: 2/11/2016).

لكن علماء الفيزياء يعرفون أيضًا عن خاصية تبدو عديمة الفائدة لموجات الجاذبية: يمكنهم تغيير المسار. تقول نظرية الجاذبية لأينشتاين أن المادة تتشوه الزمكان ، وأي موجة تمر عبر هذه التشوهات ستغير مسارها. المحصلة هي أنه عندما يصدر شيء ما موجات جاذبية ، يأتي جزء من الإشارة مباشرة إلى الأرض ، لكن البعض قد يصل لاحقًا – مثل الصدى – بعد اتخاذ مسارات أطول تنحني حول نجم أو أي شيء ثقيل آخر.

لطالما اعتقد العلماء أن هذه الإشارات اللاحقة ، المسماة “بريق الجاذبية” ، يجب أن تكون أضعف من أن يتم اكتشافها. لكن الفيزيائيين Craig Copi و Glenn Starkman من جامعة Case Western Reserve في كليفلاند ، أوهايو ، قفزوا: بالعمل على نظرية أينشتاين ، قاموا بحساب مدى قوة الإشارة عندما تنتشر الموجات عبر مجال الجاذبية داخل النجم نفسه.

يقول كوبي: “الشيء الصادم هو أنه يبدو أنك تحصل على نتيجة أكبر بكثير مما كنت تتوقعه”. “إنه شيء ما زلنا نحاول فهمه ، من أين يأتي ذلك – سواء كان قابلاً للتصديق ، حتى لأنه يبدو جيدًا جدًا لدرجة يصعب تصديقه.”

يقول الفريق إنه إذا كانت الومضات الثقالية قوية جدًا ، فيمكن لعلماء الفلك استخدامها لتتبع ما بداخل النجوم. يمكن للباحثين حتى البحث عن أجسام ضخمة في الفضاء كان من المستحيل اكتشافها ، مثل كرات من المادة المظلمة أو نجوم نيوترونية وحيدة على الجانب الآخر من الكون المرئي.

تقول مايا فيشباخ ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة نورث وسترن في إيفانستون ، إلينوي ، والتي لم تشارك في الدراسة: “سيكون هذا مسبارًا مثيرًا للغاية”.

ومع ذلك ، لا تزال هناك أسباب لتوخي الحذر. يقول فيشباخ إنه إذا واجهت هذه الظاهرة مزيدًا من التدقيق التفصيلي ، فسيتعين على العلماء فهمها بشكل أفضل قبل أن يتمكنوا من استخدامها – وربما يكون ذلك صعبًا.

يقول كوبي: “إنها عملية حسابية صعبة للغاية”.

لكن تم التغلب على تحديات مماثلة من قبل. يقول فيشباخ: “القصة الكاملة لاكتشاف موجات الجاذبية كانت هكذا”. لقد كانت صعوبة القيام بكل العمليات الحسابية اللازمة لفهم قياساتهم ، كما تقول ، ولكن الآن المجال ينطلق (SN: 1/21/21). “هذا هو الوقت المناسب لتكون مبدعًا حقًا مع موجات الجاذبية.”



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود