החללית של ליסה משלימה בדיקה גלויתית של תצפית גל הכבידה

המשימה LISA Pathfinder יכול לעזור לנו להבין טוב יותר מטאורים, אסטרואידים, לוויינים, ואת הקליעים האחרים רוכסן סביב שטח במהירויות בלתי נתפס, אבל יש לה מטרה אחת העיקרית: אימות פוטנציאל לצפות ולחקור גלים כבידה נע דרך החלל. יותר מ -900,000 קילומטרים מכדור הארץ, חללית האב טיפוס לקחה קפיצה אחת גדולה קרוב למטרה זו. במאמר חדש שפורסם ב סקירה פיזית מכתבים, צוות ליזה מגלה כי בדיקות חינם של LPF נפילה היו הצלחה פורצת דרך, עולה על הציפיות הראשוניות ולפעול בדייקנות כי הוא יותר מחמש פעמים יותר מאשר נדרש במקור.

כאשר סוכנות החלל האירופית השיקה סוף סוף את החללית החדישה בדצמבר האחרון, ידענו שלא לדבר על גלי כבידה - חוץ מאשר שיש לנו הרגשה ממש טובה שאדוות אלו במרחב-זמן שהשערו הראשון של אלברט איינשטיין היו קיימות לפחות. אז למעשה המדענים מצאתי גלים כבדים - באמצעות זוג מכשירים רגישים במיוחד על פני כדור הארץ כדי לזהות את אותות הגל הכבידים הקלושים ביותר שהופקו על ידי זוג חורים שחורים מסיביים המתנגשים זה בזה.

גילוי LIGO היה ברכה לפרויקט LISA שכן הוא קבע כי גלי כבידה אכן ניתנים לצפייה. כמובן, גילוי של LIGO היה משהו של "המקום הנכון בזמן הנכון" סוג של אירוע. כדי לחקור את הגלים הכבידים ולהרשות לעצמנו הצצה אל מה שהיקום נראה מעבר לספקטרום האלקטרומגנטי, עלינו להיות מסוגלים להתבונן באותות מסוג זה בתדרים נמוכים - אולי נמוך כמו 0.1 הרץ. זה אומר שאתה צריך מערכת התבוננות הבהובים זעירים במרחב זמן על פני מרחקים גדולים כמו מיליון קילומטרים, ללא הפרעה פעילות סייסמית, תרמית, או יבשתי. זה לא יקרה על כדור הארץ.

איינשטיין ניבא את נוכחותם של גלים כבדים כאשר פיתח את תורת היחסות שלו. "מאה שנה מאוחר יותר, אנחנו כאן סוללים את הדרך עבור המצפה בקנה מידה גדול בקנה מידה גדול בקנה מידה גדול גל בחלל", אמר פאביו Favata, ראש משרד התיאום של מנהל המדע של סוכנות החלל האירופית, אמר לכתבים במסיבת עיתונאים ביום שלישי. בגלל הגלים הכבידים לעבור דרך היקום unimpeded, הם נותנים למדענים השקפה קוסמולוגית של העולם כי הוא שקוף. פוואטה השווה את גלי הכבידה לקולות היער המספקים רמזים על מה שקיים בין הסבך הצפוף של צמחי עצים - שנשמע אך לא נראה. המכשירים המשמשים לגלי כבידה הם המיקרופונים המסייעים לנו להאזין לקולות האלה.

מה בדיוק גלים כבדים עוזרים להראות לנו על היקום? למרות שיש תקווה כי אותות אלה יכולים לעזור לנו לאפיין טוב יותר אוכלוסיות כוכבים באזורים הגלקטיים, היתרון העיקרי יהיה לסייע להבין טוב יותר חורים שחורים. השמנה הכל בסביבתה, כולל חורים שחורים בהירים, הם תופעה מסתורית ביותר שאסטרופיסיקאים יודעים עליה מעט. גלים כבדים יכולים סוף סוף לספק את המידע הדרוש לנו כדי להעריך תצוגה מלאה יותר של מראה החור השחור, איך הוא מתנהג, איך הוא מתפתח וכו '.

לכן התוצאות האחרונות עבור המשימה LISA Pathfinder כל כך חשוב. בתרחיש אידיאלי, מדענים יזהו גלים כבדים בחלל על ידי שיגור שני אובייקטים או יותר לחלל ושמירתם מופרדים על-ידי מאות אלפי או אפילו מיליוני מיילים, ויורים בלייזר בין אותם אובייקטים המסוגלים להרים אותות חלשים מאוד כמו גלי כבידה.

פרויקט כמו זה ידרוש כמות עצומה של זמן ומשאבים, אז אתה צריך להוכיח את הרעיון הראשון לפני שאתה באמת יכול להתחיל את הניסוי עצמו. מדעני ה- ESA התכווצו ביסודו של רעיון זה לתוך חללית אחת - LISA Pathfinder. בתוך חללית שני שני קילו זהב פלטינה זהב ההמונים אשר שוחרר לתוך תא ואקום בחודש פברואר, עם יום ראשון של המבצע החל ב -1 במרץ. האובייקטים קרובים מדי קרוב אחד לשני עבור גל כבידה להיות נמדד, אבל הסביבה LISA Pathfinder מאפשר למדענים לקבוע אם זה אפשרי עבור אובייקטים אלה כדי להשיג נפילה חופשית מושלמת שבה התנועה שלהם נשלטת רק על ידי כוח הכבידה. תצפית בקנה מידה גדול תזדקק לאותו סוג של אימות - שכוחות חיצוניים לא יציגו השפעה כבדת משקל מופרזת על האובייקטים.

LISA Pathfinder מדד את האצה היחסית בין שני האובייקטים באמצעות אינטרפרומטר לייזר שיכול לזהות שינויים בסולם הנמוך מ -10 מיליונים של מיליארדית האצת הכבידה של כדור הארץ - התואמת את משקל הנגיף על כדור הארץ. הנה מה מטורף עוד יותר: הפרעה ל"רעש "שנמדדה על ידי החללית היתה נמוכה פי 100 מזו של מדעני ESA. היכולת למדוד את הנפילה החופשית האמיתית היא אבן דרך חשובה למחקר בקנה מידה גדול של כוח כבידה בחלל החיצון, וכעת היא מעבירה את פרויקט LISA למסלול קצר יותר לקראת המטרה הסופית של בנייה ושיגור מצפה כוכבים כבידה.

ה- ESA העלתה את שנת השיגור 2034 עבור מצפה כוכבים בקנה מידה גדול כבידה. לייזרים היו מודדים תנודות באובייקטים מופרדים על ידי מיליוני קילומטרים בשלוש חללית שוכנו בצורה משולשת.