يلتقط كاشف الموجات الثقالية الجديد الإشارة المحتملة من بداية الوقت

بالعربي/ المطبات في الكاشف يمكن أن تشير إلى فيزياء جديدة.

يمكن أن تمثل إشارتان مثيرتان تم رصدهما في مكشاف موجات ثقالية صغير جميع أنواع الظواهر الغريبة – من الفيزياء الجديدة إلى المادة المظلمة التي تتفاعل مع الثقوب السوداء إلى الاهتزازات من بداية الكون تقريبًا. ولكن بسبب حداثة التجربة ، يتوخى الباحثون الحذر بشأن ادعاء اكتشاف من أي نوع. 

تستخدم مرافق مثل مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية (LIGO) كاشفات عملاقة تعمل بالليزر للبحث عن تموجات هائلة في نسيج الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية. تأتي هذه من تصادمات الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية في الكون البعيد ، وهي أحداث قوية لدرجة أنها تهز الزمكان وترسل دفعات بأطوال موجية تقاس بمئات الأميال.

قبل وقت طويل من بناء هذه المراصد الضخمة ، اشتبه العلماء في وجود موجات ثقالية من مثل هذه الأحجام ، لأنهم كانوا يعلمون أن الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية يجب أن تصطدم معًا في بعض الأحيان ، كما قال مايكل توبار ، الفيزيائي في جامعة غرب أستراليا في بيرث ، لـ Live Science.

لكنه أضاف أنه لا توجد أي مصادر مفهومة جيدًا لموجات الجاذبية ذات الأطوال الموجية الأقصر بين بضعة أقدام وبضعة أميال. ومع ذلك ، قال طوبار: “في الكون ، هناك دائمًا أشياء لا نتوقعها”.

شهدت السنوات الأخيرة دفعة لبناء كواشف يمكنها البحث عن موجات الجاذبية الأصغر هذه ، بما في ذلك الموجات التي بناها توبار وزملاؤه. يتكون أجهزتهم من قرص مصنوع من الكوارتز البلوري بقطر 1 بوصة (3 سم) ، مع حجرة طنين تنتج إشارة كهربائية كلما اهتزت عند ترددات معينة. 

شبه توبار الإعداد بجرس أو جرس يرن عند نغمة معينة. وقال “إذا ضربت موجة جاذبية ذلك ، فإنها ستثيره”. يتم بعد ذلك التقاط الرنين في البلورة كإشارة كهرومغناطيسية بواسطة أجهزة الاستشعار الكهربائية.

وضع الباحثون كاشفهم خلف دروع إشعاعية متعددة لحمايته من الحقول الكهرومغناطيسية في الخلفية وقاموا بتبريده إلى درجات حرارة منخفضة للغاية لتقليل الاهتزازات الحرارية في الجهاز. 

أثناء تشغيل التجربة لمدة 153 يومًا ، رن البلور مرتين ، في كل مرة لمدة ثانية واحدة أو ثانيتين. ظهرت نتائج الفريق في 12 أغسطس في مجلة Physical Review Letters . 

يحاول العلماء الآن معرفة سبب هذه النتائج. قال توبار إن الجسيمات المشحونة التي تسمى الأشعة الكونية المتدفقة من الفضاء هي أحد التفسيرات المحتملة. وأضاف أن نوعًا آخر غير معروف من التقلب الحراري في البلورة ، والذي كان ينبغي أن يكون ضئيلًا بسبب درجات الحرارة شديدة البرودة ، قد يكون نوعًا آخر.

لكن هناك أيضًا مجموعة من الاحتمالات الغريبة ، مثل نوع من المادة المظلمة المعروف باسم أكسيون يدور حول ثقب أسود ويطلق موجات الجاذبية ، كما كتب الباحثون في ورقتهم. قال توبار إن العديد من التفسيرات قد تتطلب فيزياء غير معروفة سابقًا تتجاوز النموذج القياسي الذي يصف تقريبًا جميع الجسيمات والقوى دون الذرية في الكون.

بعد وقت قصير من الانفجار العظيم ، يعتقد علماء الكونيات أن الكون مر بفترة تسمى التضخم ، حيث توسع حجمه بشكل كبير ، كما قال فرانشيسكو مويا ، عالم الفيزياء النظرية بجامعة كامبريدج في المملكة المتحدة ، والذي لم يشارك في العمل ، لـ Live علم. 

وقال إنه في نهاية هذه الحقبة ، ربما يكون الكون قد مر بمرحلة انتقالية ، نوعًا ما مثل تغيير الماء من حالة سائلة إلى حالة غازية عندما يغلي. إذا حدث هذا ، فقد يكون الانتقال قد أودع كميات كبيرة من الطاقة في نسيج الزمكان ، مما يولد موجات الجاذبية التي يمكن رؤيتها من خلال هذه التجربة ، على حد قول مويا.Advertisement

إنه لا يعتقد أن هناك أدلة كافية حتى الآن ليقول ما هي الأحداث في البلورة بطريقة أو بأخرى ، لكنه متحمس لهذه التجربة وغيرها من التجارب المشابهة على الإنترنت في المستقبل القريب. 

وافق طوبار. قال: “سيكون من الرائع لو كانت موجات جاذبية ، لكن من يدري”. 

وأضاف أنه الآن بعد أن قام الباحثون بهذه الاكتشافات تحت حزامهم ، يمكنهم بناء المزيد من أجهزة الاستشعار مثل هذا. إذا شاهدت عدة أجهزة نفس الإشارة في نفس الوقت ، فمن المحتمل أن تشير إلى شيء ما في الكون وتساعد على استبعاد العمليات الداخلية مثل التقلبات الحرارية داخل البلورة. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com