ها، مجرتنا مصورة في موجات الجاذبية

لا يوجد مرصد فضائي لموجات الجاذبية…حتى الآن. لكن هذا لم يمنع فريقًا من علماء الفلك من إظهار كيف قد يبدو عالم الجاذبية، باستخدام بيانات محاكاة لإنشاء “سماء جاذبية اصطناعية”.

موجات الجاذبية هي اضطرابات في الزمكان تنبأ بها أينشتاين في نظريته النسبية العامة؛ مثل ووصفهم أينشتاينفالموجات عبارة عن تغيرات في مجال الجاذبية التي تنتقل بسرعة الضوء. هذا يبدو وكأنه اضطراب ستشعر به. لكن، هذه التموجات —تمت ملاحظتها لأول مرة في عام 2015 بواسطة مرصد LIGO، وهو مرصد مقياس التداخل، بعد قرن من تنبؤات أينشتاين، تمر عبرنا في جميع الأوقات، وتمتد وتضغط على أجسادنا على مستوى غير محسوس.

على الأقل، غير محسوس في الوقت الراهن. في وقت سابق من هذا العام، قام اتحاد من شركات التعاون في مجال موجات الجاذبية بشكل مستقل بنشر بيانات تشير بقوة إلى وجود أ خلفية موجة الجاذبيةأو النفخة المستمرة لموجات الجاذبية التي تتخلل الكون. يمكنك التفكير في موجات الجاذبية التي رصدها مرصد LIGO على أنها موجات محددة تلتف على شواطئ كوكبنا، في حين أن الإشارة التي تم اكتشافها من خلال التعاون تستخدم الضوء الصادر من النجوم التي تدور بسرعة والتي تسمى النجوم النابضة لتحديد تموجات الجاذبية، هو أقرب إلى سطح محيط الجاذبية.

في التصور الجديد، قام فريق من علماء الفلك بمحاكاة البيانات من موجات الجاذبية لإظهار كيف يمكن لمراصد موجات الجاذبية الفضائية أن ترى مجرتنا. تشير النقاط المضيئة في التصور إلى إشارات أقوى لموجات الجاذبية، وتشير النقاط الأكثر سطوعًا إلى مناطق ذات تردد أعلى. الرسم البياني الداخلي (للتصور) يُظهر قوة إشارة موجة الجاذبية وترددها وحدودها مهمة هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي (LISA).، مرصد موجات الجاذبية المخطط له.

يعتمد التصور على بيانات محاكاة من اندماجات الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، واندماجات النجوم النيوترونية، واندماجات النجوم النيوترونية والثقوب السوداء. النجوم النيوترونية عبارة عن بقايا نجمية كثيفة جدًا؛ أكد العلماء اكتشاف اندماج ثقب أسود بين نجم نيوتروني لأول مرة في عام 2021، من حدث وقع قبل مليار سنة.

وقالت سيسيليا تشيرينتي، الباحثة في جامعة ميريلاند في كوليدج بارك ووكالة ناسا: “تملأ الأنظمة الثنائية أيضًا مجرة ​​درب التبانة، ونتوقع أن يحتوي الكثير منها على أجسام مدمجة مثل الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء في مدارات ضيقة”. مركز جودارد لرحلات الفضاء، في إصدار ناسا. “لكننا بحاجة إلى مرصد فضائي “لسماعها” لأن موجات الجاذبية الخاصة بها تطن بترددات منخفضة جدًا بالنسبة لأجهزة الكشف الأرضية.”

لا يوجد مرصد فضائي لموجات الجاذبية حتى الآن، ولكن ليس لفترة طويلة. العام الماضي، اجتازت LISA مراجعة الجدوى، مما يقربها خطوة واحدة من الإطلاق النهائي. سيتألف “ليزا” من ثلاث مركبات فضائية ستدور حول الشمس في شكل مثلث، مما سيشكل مقياس تداخل في الفضاء بأذرع يبلغ طولها 1.5 مليون ميل (2.41 مليون كيلومتر).

ليزا هي المتوقع إطلاقه في عام 2037، وهو وقت قريب نسبيًا فيما يتعلق ببعثات ناسا الكبيرة. إنه يضع المرصد في نفس الإطار الزمني مثل مرصد العوالم الصالحة للسكن، تلسكوب من الجيل التالي سيحاول العثور على عوالم مثل عالمنا، قادرة على تعزيز الحياة كما نعرفها.

إن مستقبل العلوم في الفضاء مشرق، لكن العلماء يريدون رؤية هذا السطوع عند كل طول موجي، بما في ذلك الطول الموجي للجاذبية.

المزيد: تشير نتائج موجات الجاذبية إلى أن الثقوب السوداء الهائلة تشوه الزمكان باستمرار