Setelah dihidupkan pada bulan September 2015, balai cerap LIGO - Observatori gelombang laser Interferometer Gravitasional di Hanford, Washington, dan Livingston, Louisiana - secara serentak mengesan penggabungan dua lubang hitam pada sesi kerja pertama, walaupun kepekaan mereka ditetapkan kepada 30% daripada mungkin. Penggabungan dua lubang hitam 36 dan 29 jisim suria yang ditemui pada 14 September 2015, dan lubang hitam lain pada jisim solar 14 dan 8 yang ditemui pada 26 Disember 2015 memberikan pengesahan pasti dan langsung pertama mengenai kewujudan gelombang graviti. Perlu satu abad untuk melakukan ini. Akhirnya, teknologi dapat menguji teori dan mengesahkannya.
Tetapi penemuan gelombang ini hanyalah permulaan: era baru sedang berkembang dalam astronomi. 101 tahun yang lalu, Einstein mengemukakan teori graviti baru: relativiti umum. Bersamaan dengan itu muncullah kesedaran: jisim yang jauh tidak menarik yang serupa langsung di seluruh alam semesta, kehadiran jirim dan tenaga ini merubah struktur ruang-waktu. Gambaran graviti yang sama sekali baru ini membawa pelbagai akibat yang tidak dijangka, termasuk lensa graviti, alam semesta yang berkembang, pelebaran masa graviti, dan - seperti yang kita ketahui sekarang - adanya jenis radiasi baru: gelombang graviti. Apabila jisim bergerak atau bergerak lebih cepat antara satu sama lain melalui ruang, reaksi ruang itu sendiri menimbulkan riak. Riak ini bergerak melalui ruang pada kelajuan cahaya dan, sebagai akibatnya, jatuh ke pengesan kami,memberitahu kita tentang peristiwa yang jauh melalui gelombang graviti.
Paling mudah untuk mengesan objek yang memancarkan isyarat kuat, iaitu:
- jisim besar, - terletak pada jarak yang kecil antara mereka, - berpusing pantas, Video promosi:
- dengan orbit yang berubah dengan ketara.
Calon terbaik jelas bertembung, runtuh objek seperti lubang hitam dan bintang neutron. Kita juga perlu ingat frekuensi di mana kita dapat mengesan objek-objek ini, yang kira-kira sama dengan panjang jalur pengesan (panjang lengan kali ganda bilangan pantulan) dibahagi dengan kelajuan cahaya.
LIGO, dengan lengan 4 kilometer dengan ribuan pantulan cahaya, dapat melihat objek pada frekuensi dalam jarak milisaat. Ini termasuk penggabungan lubang hitam dan bintang neutron pada tahap penggabungan terakhir, serta peristiwa eksotik seperti lubang hitam atau bintang neutron yang memakan sebilangan besar jirim dan gurgle, menjadi lebih sfera. Supernova yang sangat tidak simetri juga dapat mewujudkan gelombang graviti; keruntuhan teras tidak mungkin memukul pengesan gelombang graviti, penggabungan bintang kerdil putih di sekitarnya juga.
Kami telah melihat penggabungan lubang hitam dengan lubang hitam, dan apabila LIGO bertambah baik, adalah wajar untuk mengandaikan bahawa dalam beberapa tahun akan datang, kita akan memperoleh anggaran generasi pertama lubang hitam massa bintang (dari beberapa hingga seratus massa solar). LIGO juga mesti mencari penggabungan bintang neutron dengan bintang neutron; apabila pemerhatian mencapai kepekaan yang dirancang, mereka akan dapat memerhatikan tiga hingga empat peristiwa setiap bulan, jika anggaran kami mengenai kekerapan penggabungan dan kepekaan LIGO mereka betul.
Supernova asimetri dan menggelegak lubang neutron eksotik akan sangat menarik untuk dikesan (jika mungkin, kerana ia dipercayai kejadian yang jarang berlaku). Tetapi kejayaan terbesar dijangka dengan lebih banyak pengesan. Apabila pengesan VIRGO di Itali mula berfungsi, kedudukan sebenar melalui triangulasi akan menjadi mungkin: kita akan dapat menentukan secara tepat di mana peristiwa ini dilahirkan di angkasa, dan kemudian melakukan pengukuran optik. VIRGO akan diikuti oleh interferometer gelombang graviti di Jepun dan India. Dalam beberapa tahun, visi kita tentang langit gelombang graviti akan mencapai tahap yang baru.
Tetapi kejayaan terbesar kita akan bermula apabila kita membawa cita-cita gelombang graviti kita ke angkasa. Di ruang angkasa, anda tidak terhad kepada bunyi gempa, kemalangan trak, atau tektonik plat; hanya ruang vakum yang tenang di latar belakang. Anda tidak dibatasi oleh kelengkungan Bumi, sejauh mungkin lengan pemerhati; adalah mungkin untuk melancarkan pemerhatian lebih jauh dari Bumi atau bahkan ke orbit mengelilingi Matahari. Kami dapat mengukur objek bukan untuk milisaat, tetapi untuk detik, hari, minggu atau lebih lama. Kami dapat mengesan gelombang graviti dari lubang hitam supermasif, termasuk objek terbesar yang diketahui di alam semesta.
Akhirnya, jika kita membina sebuah balai cerap ruang yang cukup besar dan cukup sensitif, kita dapat melihat gelombang graviti yang tersisa dari Big Bang itu sendiri. Kita secara langsung dapat mengesan gangguan graviti inflasi kosmik dan tidak hanya mengesahkan asal-usul kosmik kita, tetapi juga membuktikan bahawa graviti itu sendiri adalah kekuatan alam kuantum. Bagaimanapun, gelombang graviti inflasi ini tidak akan muncul jika graviti itu sendiri bukan medan kuantum.
Terdapat perdebatan yang sedang berlangsung mengenai misi NASA yang akan menjadi keutamaan pada 2030-an. Walaupun banyak misi yang baik ditawarkan, pembinaan sebuah observatorium gelombang graviti berasaskan ruang di orbit mengelilingi matahari perlu diperhatikan. Kami mempunyai teknologi, kami telah membuktikan kebolehkerjaannya, kami telah mengesahkan adanya gelombang. Masa depan astronomi gelombang gravitasi hanya dibatasi oleh apa yang dapat disediakan oleh alam semesta itu sendiri dan berapa banyak yang akan kita belanjakan untuknya. Zaman kegemilangan baru sudah bermula. Persoalannya tetap seberapa terang bidang astronomi baru ini akan bersinar.
ILYA KHEL
