امواج گرانشی قادر می باشند اثر همیشگی روی فضازمان داشته باشند (۳ عکس)

فروش آنلاین هدست واقعیت مجازی - 48 هزار تومان
فروش هدست واقعیت مجازی

امواج گرانشی می توانند تاثیر دایمی روی فضازمان داشته باشند

عکس شماره ۱ ⇩
عکس امواج گرانشی قادر هستند تاثیر دایمی روی فضازمان داشته باشند
دانشمندان احتمال می‌دهند که اثر امواج گرانشی روی فضازمان بیشتر و پایداتر از مقداری است که پیشتر تصور می‌شد.

در فوریه‌ی همین سال بود که فیزیک‌دانان در نهایت پس از سال‌ها کامیاب به کشف امواج گرانشی شدند. امواج گرانشی به ناهمواری‌های کوچک در فضا-زمان نقل کرده می‌شود که وجودشان تقریبا یک قرن پیش توسط آلبرت اینشتین پیش‌بینی شده بود.

ما تا به امروز شاهد دو رویداد اصلی درباره‌ی شناسایی و آشکارسازی امواج گرانشی بوده‌ایم و هم اکنون نیز گروهی از فیزیک‌دانان باور دارند که شاید این حرکت‌های موج‌دار گرانشی صرفا به صورت رویدادهایی با عمر کوتاه نباشند. آنها فکر می‌کنند که این «رویدادها» به طور دائمی ساختار فضا را تحول می‌دهند.

نکته‌ی جالب‌تری که در این میان به می‌آید این است که محققان فکر می‌کنند راهی پیدا کرده‌اند که با بهره گیری از آن بتوانند این تحول مکان‌های دائمی در فضا-زمان را که حافظه‌ی موج گرانشی نامیده شده‌اند، یابند. سرپرست تیم مطالعاتی، پائول لاسکی (Paul Lasky) از دانشگاه موناش (Monash) در استرالیا به شبکه‌ی پی‌بی‌اس(PBS) نقل کرده است:

برای سال‌های طولانی، تمرکز همه روی یافتن موج‌های گرانشی بوده ‌است. ولی پس از کشف اولین امواج گرانشی بود که ذهن ما معطوف به پتانسیل وسیع این شاخه شده ‌است. 

شاید خوب تر باشد برای چندین لحظه‌ هم که شده به عقب بازگردیم و نگاه بکنیم که امواج گرانشی دقیقا به چه مفهومی هستند. امواج گرانشی به صورت نوسان‌های کوچولوای در فضا-زمان هستند که بر اثر حرکت یک شیء در بر می داری جرم به وجود می‌آیند؛ درست مانند هنگامی که پس از پرتاب سنگ به دریاچه، امواج آب از نقطه‌ی فرود شروع به پخش به سمت بیرون می‌کنند. وجود این امواج برای اولین بار در تئوری نسبیت عام اینشتینن پیش‌بینی شد، اما چون این امواج بسیار خفیف هستند، تاکنون قادر نبوده بودیم وجود آن را ثابت کنیم.

عکس شماره ۲ ⇩
عکس امواج گرانشی قادر هستند تاثیر دایمی روی فضازمان داشته باشند

اما امسال دانشمندان کامیاب به کشف این امواج شدند. امواجی که از یک رویداد شدید کیهانی سرچشمه گرفته بودند؛ یعنی برخورد و مخلوط دو سیاه‌چاله در یکدیگر. شما در عکس و تصویر متحرک بالا می‌توانید گردش آنها به دور یکدیگر پیش از برخورد با همدیگر را نگاه بکنید.

زمانی که ما در رابطه با کوچولوای این امواج گفتمان می‌کنیم، به این معنی است که آنها واقعا بسیار کوچک هستند. ناهمواری‌های به تصویب رسانده شده توسط سیستم لیزری رصد امواج گرانشی (LIGO) در فوریه‌ی امسال، در حدود یک میلیاردم قطر یک هسته بودند.

حال سوالی که به ذهن می‌آیند این است که به چه صورت این جابجایی‌های کوچک می‌تواند، اثر دائمی بر فضا زمان قرار بدهد؟ و این برای دنیا هستی به چه مفهومی خواهد بود؟ ایده‌ی مربوط به حافظه‌ی امواج گرانشی اولین بار توسط یک دانشمند روس در سال ۱۹۷۴ مطرح شد. اما از آنجا که وجود خود امواج گرانشی در همان لحظه مورد بحث بود و روی آن اجماع نظر موجود نبود، این ایده نیز با بی‌توجهی کامل روبرو شد.

اما پس از ردیابی این امواج توسط LGIO در فوریه‌ی سال جاری، لاسکی و تیمش دوباره سراغ این نظریه رفته‌اند. برای توضیح حافظه‌ی امواج گرانشی، لاسکی از یک مثال برای توضیح آن استفاده می‌کند. فرض کنید که دو سیاه‌چاله پیش از برخود و مخلوط با هم، به دور یکدیگر در حال چرخش هستند، و دو فضانورد نیز کنار هم به دور این سیستم دوتایی از سیاه‌چاله‌ها می‌گردند.

این فضانوردان در ابتدا در فاصله‌ی مثلا ۱۰ متری یکدیگر هستند. و همچنان که دو سیاه‌چاله به دور هم می‌گردند، امواج گرانشی از خود ساطع می‌کنند که باعث ایجاد نوعی «ناهمواری» یا حرکت موج‌دار در فضازمان می‌‌شود و فاصله‌ی بین این دو فضانورد به مقدار اندکی کم و زیاد می‌شود.

پس از اینکه دو سیاه‌چاله در هم آمیخته شدند، پخش امواج قطع می‌شود و دوباره فاصله‌ی دو فضانورد به مقدار ثابتی خواهد شد. اما این بار دیگر فاصله‌ی آنها همان ده متر ابتدایی نخواهد بود؛ و این همان حافظه‌ی امواج گرانشی است؛ یعنی کشیدگی یا انقباض فضازمان بر اثر امواج گرانشی.

تاثیر فوق را می‌توان به طور فرضی به عنوان یکی از اثرات امواج گرانشی در نزدیکی پایان رویداد افتتاحیه قلمداد کرد. شاید این واژه واضح و سرراست باشد، اما همانند سایر تئوری‌های فیزیک نظری، تئوری اخیر نیز خالی از اشکال نیست. اگه تشخیص امواج گرانشی سخت باشد باید تشخیص حافظه‌ی امواج گرانشی سخت‌تر از آن باشد، چون جابجایی حاصل ازحافظه‌ی امواج گرانشی بسیار کوچک‌تر است. لاسکی به پی‌بی‌اس گفته‌است:

در وضعیت کلی، انتظار داریم که ابعاد اثر حافظه‌ی امواج بین ۰.۱ تا ۰.۰۱  ابعاد خود امواج باشد. تقریبا تشخیص و ردیابی این امواج در رویداد‌های کیهانی ناممکن است مگر اینکه یک رویداد شدید و در ابعاد بسیاز بزرگ باشد.

در واقع این‌طور فرض شده ‌بود که در وضعیت کلی سیستم LIGO اصلا نتواند اثر حافظه‌ی امواج را یابد؛ صرف نظر از اینکه رویداد کیهانی که آنها از آن سرچشمه گرفته‌اند، تا چه میزان فاجعه‌بار و گسترده باشد. اما لاسکی و تیمش راهی برای انجام این کار پیدا کرده‌اند.

اساسا، اکنون که انتظار می‌رود LIGO امواج گرانشی بیشتری را یابد، محققان این‌طور پیشنهاد می‌کنند که شاید به مرور زمان، به یک نوع الگو از ظهور حافظه‌ی امواج گرانشی دست یابند. لاسکی در این باره می‌گوید:

کار ما نمایان کرده ‌است که مخلوط تمام این درآمیزش‌های کیهانی ما را قادر می‌سازد که حافظه‌ی امواج را به مرور زمان اندازه‌گیری کنیم. اما نکته‌ی کلیدی اینجاست که باید تا مکانی که می‌توانیم سیگنال‌های تمامی رویدادها را جمع کنیم.

محققان تخمین می‌زنند که سیستم LIGO  پس از رصد ۳۵ تا ۹۰ درآمیزش کیهانی در حد آنچه که در فوریه پیش آمد، بتواند حافظه‌ی امواج گرانشی را شناسایی کند. البته اگه این رصدخانه حساس‌تر شود، شاید این اتفاق زودتر نیز بیفتد. در حال حاضر هیچکس نمی‌تواند درستی این روش را تایید کند مگر اینکه پس از اتمام کار، جامعه‌ی فیزیکدانان کاملا تحت تاثیر نتایج آن قرار گیرند. یکی از بنیان‌گذاران LIGO، کیپ تورن (Kip Thorne) از موسسه‌ی تکنولوژی کالیفرنیا، که البته در این مطالعه نقشی نداشته است، به چوئی (Choi) در این باره می‌گوید:

این یک روش هوشمندانه برای رصد و اندازه‌گیری حافظه‌ی امواج گرانشی است. فکر نمی‌کردم که انجام چنین کاری با LGIO امکان داشته باشد.

اگه ما بتوانیم حافظه‌ی امواج گرانشی را یابیم، در آن صورت کشف ما یک کشف عادی نخواهد بود. در واقع چنین کشفی می‌تواند به حل مسئله‌ای یاری رساند که برای سالهای سال، فیزیکدانان بزرگی از جمله استیون هاوکینگ (Stephen Hawking) را نیز سردرگم کرده است: مسئله‌ی پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله.

اساسا این پارادوکس از اینجا نشأت می‌گیرد که در فیزیک متعارف اینشکلی تعریف می‌شود که هیچ پدیده‌ای از جمله نور نمی‌تواند از افق رویداد سیاه‌چاله فرار کند. اما از طرف دیگر در فیزیک کوانتوم نقل کرده می‌شود که اطلاعات هیچگاه نابود نمی‌شوند.

عکس شماره ۳ ⇩
عکس امواج گرانشی قادر هستند تاثیر دایمی روی فضازمان داشته باشند

استیون هاوکینگ اخیرا در تلاش برای حل این پارادوکس ارائه داده ‌است که اطلاعاتی که وارد سیاه‌چاله می‌شوند، می‌توانند توسط پدیده‌های که با تعبیر سافت هیر (Soft Hair) از آنها یاد می‌شود، در سیاه‌چاله جابجا شوند. هاوکینگ در تعریف سافت هیر می‌گوید که نوعی از تشعشع گرانشی و الکترومغناطیسی بدون انرژی است که هنگام محو شدن  سیاه‌چاله، اطلاعات توسط آن منتشر می‌شوند. حالا حافظه‌ی امواج گرانشی می‌تواند سافت هیر را اندازه‌گیری کند و مشخص کند که چنین پدیده‌ای به کل وجود دارد یا نه.

به گزارش زومیت،البته برای رسیدن به آن مرحله راه زیادی در جلو روی دانشمندان است، اما اکنون حداقل یک نقشه‌ی راه داریم و می‌دانیم که فعالیت بعدی ما چه خواهد بود. تا سال ۲۰۲۹ یک مرکز رصد امواج گرانشی در فضا ساخته خواهد شد، و در آن‌صورت شاید نیاز نباشد تا ۱۰۰ سال دیگر منتظر نتایج تازه بمانیم. گفتنی است که نتایج این مطالعه در ژورنال Physical Review Letters به انتشاره رسیده است.

— لطفا نظر خود را در مورد سايت سرزه در بخش نظر بنويسيد —

نگارنده : زامياد ر.

تازه های علمی در بخش دانش و فناوری سايت سرزه

بیت انتخابی از دیوان حافظ :

طبيب عشق مسيحادم است و مشفق ليک
««« »»»
چو درد در تو نبيند که را دوا بکند

امواج گرانشی قادر می باشند اثر همیشگی روی فضازمان داشته باشند (۳ عکس)

TT / 122 — TP / 10%

با دیگران به اشتراک بگذارید

نظر دهید

لطفا جواب سئوال زیر را بدهید *