التحسينات على تجربة LIGO لالتقاط الأمواج الثقالية على وشك الانتهاء للبدء بالعمل

تكتملُ في هذه الفترة التحضيراتُ الأخيرةُ لاستهلالِ التّجاربِ العلميّةِ في مشروعِ LIGO أو (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ): مشروعِ مراقبةِ الأمواجِ الثّقاليّةِ باستخدامِ تداخلِ أشعّةِ الليزر، والذي يُفترضُ أن يعودَ للعملِ في منتصفِ أيلولَ الحالي. صُمّم مشروع LIGO من قبل مؤسستي MIT و Caltech بغرض الكشفِ عن الأمواجِ الثّقاليّة، بتمويلٍ من مؤسّسةِ العلومِ الوطنيّةِ National Science Foundation NSF ويتكوّن من أجهزةٍ موجودةٌ في ليفنغستون بولايةِ لويزيانا الأمريكية و هانفورد في واشنطن .

الجديرُ بالذّكرِ أنّ أينشتاين تنبّأ بوجودِ الأمواج الثقِّاليّة في العام 1916 كإحدى نتائج نظريّة النسبيّةِ العامّة، وهي تتولّد من الحوادثِ العنيفةِ في الكون، كانفجارِ أحد النّجومِ أو اندماجِ ثقبين أسودين، و تحملُ هذه الأمواجُ لنا معلوماتٍ عن الحوادثِ التي سبّبتها وعن طبيعةِ الجاذبيّةِ في الظروفِ التي لا نستطيع دراستها باستخدامِ أدواتٍ فلكيّةٍ أخرى .

يقولُ ديفيد ريتز المديرُ التنفيذيُّ لمشروعِ ليغو في مؤسّسة Caltech " تجري محاولاتٌ لاكتشافِ الأمواجِ الثّقاليّة منذُ 50 عاماً، و لم تُكتشفْ حتى الآن فهي إنها نادرة جدّاً و إشاراتها ذاتُ سعةٍ صغيرةٍ جداً أيضاً "

وبرغم أن التشغيلات السّابقة لمشروع LIGO لمْ تكشفْ عن شيء، إلّا أنّ LIGO المطوّر سيزيدُ حساسيّةَ المراقبةِ بمعاملٍ قدره 10 ، ممّا يزيد ألفَ مرّةٍ عددَ الأشياءِ التي يُمكن لنا رصدُها. يقول ديفيد شوماخر قائدُ فريقِ MIT في المشروع :" عندما نُعيدُ تشغيلَ برنامج LIGO المطوّر، فإنّنا سنتمكّن بفضلِ الأجهزةِ الجديدةِ من رؤيةِ أحداثٍ أبعدَ بثلاثِ مرّاتٍ من السابق، وبذلك سنفحص حجماً أكبر من الفضاء ."

تستعملُ أجهزةُ التّداخلِ، وهي بشكلِ حرفِ L طولُ كلٍّ منها 4 كيلومتر، أجهزةً لشطرِ أشعّةِ الليزرِ إلى شعاعينِ يتحركانِ ذهاباً وإياباً بين مرايا مضبوطةِ المكانِ بدقّةٍ شديدةٍ في داخلِ أنابيبَ مفرّغةٍ من الهواءْ، ووفقاً لنظريّةِ أينشتاين فإن المسافةَ بين المرايا ستتغيّر بشكل بسيطٍ جداً لو مرّت موجةٌ ثقاليّةٌ في الأرجاء .

كان التصميمُ الأصليُّ لمشروع LIGO دقيقاً لدرجةِ أنّه كان قادراً على اكتشافِ أيّ تغييرٍ ضمن مسافةِ ال 4 كيلومتر ولو كان من درجةِ واحد بالألف من قطرِ البروتون !! و هذا يكافئُ قياسَنا للمسافةِ بين الأرضِ وأحدِ النجومِ القريبةِ بخطأٍ لا يتجاوزُ ثُخن شعرةِ الإنسان ! و مشروع LIGO المطوّر سيكونُ أقوى من ذلك بكثير .

بينما لم يستطع مشروعُ LIGO السابقِ تأكيدَ وجودِ الأمواج الثّقاليّةِ، فإنّنا تمكنّا من قياسِ تأثيرِ مثلِ هذهِ الأمواجِ من خلالِ مراقبتنا لنظامٍ ثنائيٍّ يُدعى PSR B 1913+6. يتكوّن هذا النظام من نجمينِ نيوترونيّينِ يدورانِ حول مركزِ كتلةٍ مشترك، وكانت جهةُ دورانِ هذينِ النجمينِ تتراجعُ ببطءٍ نتيجةَ فقدانِ الطّاقةِ على شكلِ أمواجٍ ثقاليّة. هذهِ الأنظمةُ النجميّةُ الثنائيّةُ، وفي آخرِ مراحلِ تطوّرها – قبلَ وخلالَ عمليّةِ الاندماجِ- هي الأهدافُ الأساسيّةُ لمشروعِ LIGO المطوّر .

ستكونُ الآلةُ المطوّرةُ قادرةً على جعلنا نُلقي نظرةً على آخرِ دقائق حياةِ زوجٍ من الثقوبِ السوداءِ وهما يقتربانِ من الاندماجِ مع بعضهما البعض، وستكونُ قادرةً أيضاً على اكتشافِ الإشاراتِ التي تُصدرها النجومُ النوابضُ (البُلسارات)، والتي تٌصدرٌ أمواجاً في المجال بين 10 إلى 1000 هرتز، و سنتمكنُ كذلكَ من البحثِ في الخلفيّةِ الثّقاليّةِ للكونِ، الأمرُ الذي سيطلعُنا على المزيدِ حولَ الكونِ خلالَ ال 10 إلى 35 ثانيةٍ من الانفجارِ الكبير

المصدر: هنا