بیگ بنگ: اخترشناسان دانشگاه دورهام بتازگی شبیه سازی جدید کامپیوتری از کیهان انجام داده اند که استفاده از امواج گرانشی می تواند به شناسایی بذرهای اولیه ی سیاهچاله های پر جرم، کمک کند.

به گزارش بیگ بنگ، دامنه و فرکانس امواج گرانشی می تواند توده ی اولیه بذر سیاهچاله ای، جایی که سیاهچاله ها برای اولین بار از ۱۳ میلیارد سال قبل از آنجا رشد پیدا کردند را نشان دهد و سرنخ های بیشتری درباره ی آنچه که سبب شکل گرفتن این اجرام، شده را فراهم کنند. هدف شبیه سازی ترکیبی پروژه EAGLE ، ایجاد یک شبیه سازی از کیهان واقعی درون یک کامپیوتر بر پایه ی مدل محاسبه ای بر مبنای سیگنال های امواج گرانشی، میباشد.

دو موج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاهچاله که به تازگی شناسایی شدند با ارتقاء و استفاده از ابزارهای فضایی چون “تداخل سنج و آشکارساز لیزری پیشرفته یا الیزا(eLISA) که در سال ۲۰۳۴ راه اندازی می شود، می تواند هر ساله براحتی قابل تشخیص باشند. ابزار الیزا در فضا حداقل ۲۵۰ هزار برابر بزرگتر از آشکارسازهای روی زمین خواهد بود و می تواند فرکانس های پایین تری از امواج گرانشی ناشی از برخورد بین سیاهچاله ها که تا یک میلیون برابر خورشید ما جرم دارند را تشخیص دهد. در ماه فوریه محققان با استفاده از ابزار زمینی “لیگو” و “وریگو” اعلام کردند که امواج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاهچاله را تشخیص دادند و در ژوئن 2016 دومین امواج گرانشی تشخیص داده شده، اعلام شد.

تئوری های رایج پیشنهاد می کنند که بذر این سیاهچاله های برخوردی نتیجه ی رشد و فروپاشی نسل اول ستارگان و برخورد بین ستاره ها در خوشه های ستاره ای متراکم یا سقوط مستقیم جرم ستاره های پرجرم در جهان اولیه بوده است. بر طبق هر تئوری جرم های اولیه دانه های پرجرم سیاهچاله ها هر یک فرکانس متفاوتی را تولید می کنند. این بدین معنی است که تشخیص بالقوه الیزا می تواند به مکانیزیم شکل گیری سیاهچاله های بزرگ در تاریخ جهان، کمک کند.

امواج گرانشی با برخورد اجسامی بیشتر از جرم خورشید ما ایجاد می شوند، شبیه سازی امواج گرانشی در نهایت می تواند کمک کند که بفهیم چه زمانی و چگونه اولین بذر کیهانی سیاهچاله ای، شکل گرفته است. سیاهچاله ها اساس تشکیل کهکشان ها هستند و تصور می شود که در مرکز بسیاری از کهکشان ها و از جمله کهکشان راه شیری ما قرار دارند.

کشف چگونگی اینکه آنها از کجا آمده اند یکی از مشکلات حل نشده کیهان شناسی است. تحقیقات و ابزار رصدی جدید بینش جدیدی از ماهیت سیاهچاله ها را فراهم می کنند. امواج گرانشی برای اولین بار صد سال قبل توسط نظریه ی نسبیت عام اینشتین پیش بینی شده اند، این امواج ریز از بافت فضا-زمان در طی برخوردهای شدید کیهانی شکل می گیرند و بسیار ضعیف هستند که همین مورد شناسایی آنها را سخت می کند.

محققان با استفاده از ابزارهای زمینی بنام تداخل سنج(لیگو) که با استفاده از لیزر کار می کند، امواج گرانشی در بافت فضا-زمان را شناسایی می کنند. آشکارساز الیزا نیز با یک روش مشابه کار می کند، تشخیص تغییرات کوچک در فاصله مشخص سه ماهواره که با لگوی مثلثی می چرخند. در ماه ژوئن گزارش شد که پرتاب نخستین ماهواره آشکارساز الیزار به مدار موفقیت آمیز بود. این موفقیت مسیر جدیدی را برای توسعه ی رصدخانه های فضایی که می توانند امواج گرانشی را تشخیص دهند، نشان می دهد.

ترجمه: رامین فخاری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: astoronomynow.com