Posted by აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შექმნიდან 100 წელი გავიდა. სამყაროს გამოცანათა ამოხსნაში ის ახლაც გვეხმარება. ამ თეორიის მიერ ნავარაუდევი და ჯერ კიდევ აღმოუჩენელი (უკვე აღმოჩენილი) გრავიტაციული ტალღების საძებნელი მისია – eLISA, 2034 წელს აიღებს სტარტს, თუმცა მანამდე, მისთვის გზის მკვლევის როლში მისია – LISA Pathfinder (”გზამკვლევი”) მოგვევლინება. ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მისია eLISA, თვით დრო-სივრცის შეშფოთებათა აღმოჩენას შეეცდება. საუბარია გრავიტაციულ ტალღებზე, რომლებიც შავი ხვრელების შერწყმისას ჩნდება. ”გზისმკვლევი”, ტექნლოგიის მუშაობის დემონსტრირებას მოახდენს, რომელიც კოსმოსის ქსოვილის რხევების გასაზომად შეიქმნა (მეცნიერების თეთრი ლაქები – რა არის გრავიტაცია?).
ტალღების კვალდაკვალ
ფარდობითობის ზოგადი თეორია ამტკიცებს, რომ გრავიტაცია, მასის მიერ გამოწვეული დრო-სივრცული ქსოვილის დეფორმაციის გამოვლინებაა და ეს გამრუდებული სივრცე, ნებისმიერი სხვა ობიექტისა და სინათლის მიერ გასავლელი გზის ტრაექტორიას განსაზღვრავს (დეფორმირებული დრო-სივრცე პულსარს მალავს; რეკორდულად შორეული გრავიტაციული ლინზა). მზის გარშემო მბრუნავი დედამიწა, შესაძლებელიდან ყველაზე უფრო ”პირდაპირი” გზით მოძრაობს, ოღონდ მნათობის უზარმაზარი მასით გამრუდებულ სივრცეში: ჩვენთვის კარგად ცნობილი დედამიწისეული ორბიტა, ამ ზემოქმედების შედეგია.
აინშტაინმა წარმოადგინა, რომ მასიური სხეულის მიერ გამოწვეული გამრუდების გავრცელება ზღვრული სიჩქარით ვრცელდება, რასაც სინათლის სიჩქარეს ვუწოდებთ. სწორედ სივრიც ეს გავრცელებადი დეფორმირება არის გრავიტაციული ტალღა.
გრავიტაციული ტალღბის ”დანახვა” მასიური შავი ხვრელების დეტალირად შესწავლის საშაულებას მოგვცემს – შერწყმის პროცესში მყოფი გალაქტიკების ზემასიური შავი ხვრელები(ირმის ნახტომის ზემასიური შავი ხვრელი გააქტიურდა), ერთმანეთის გარშემო მბრუნავი, შერწყმის ოპროცესში მყოფი ნეიტრონული ვარსკვლავები და შავი ხვრელები.
ჩვეულებრივი ტელესკოპებით ამ მოვლენების პირდაპირი დამზერა შეუძლებელია. ზემოთ ხსენებული მოვლენებით შეშფოთებული მატერია, ელექტრომაგნიტური დამზერის არეს გვიფარავს. შავი ხვრელები კი საერთოდაც არ ასხივებს ამ დიაპაზონში, მხოლოდ გრავიატციულ ტალღებს, თუ ორბიტალურ სისტემაში, მათი შერწყმის წინანდელი აჩქარება მოხდება, ანუ, გრავიტაციული ტალღების დეტექტორი ამის რეგისტრირებას შეძლებს.
დიდი პრობლემა – დიდი სარგებელი
Advanced LIGO-ს ინტერფერომეტრი.
გრავიტაციული ტალღებით გამოწვეული ეფექტი მარტივია: ტალღა, ერთ მახერს წელავს სივრცეს, ხოლო მეროე მხარეს კი კუმშავს. დეტექტორები, ე.წ. ლაზერული ინტერფერომეტრები, ლაზერის სხივს ორად ყოფს და პერპენდიკულარული მიმართულებებით უშვებს, გრძელ, ვაკუუმიან მილებში(Advanced LIGO გრავიტაციულ ტალღებზე ნადირობას აგრძელებს). ამის მერე, ორი სარკე უკან, საწყისი წერტილისკენ აირეკლავს მათ. თუ ასეთნაირად შექმნილი ლაზერული ბილიკები გრავიტაციული ტალღებით შეშფოთდა, ორივე მიმართულბით მოძრავი სხივების მიღების წერტილში ეს, საერთო ელვარების ცვლილებაში აისახება. ცთომილებების თავიდან ასაცილებლად, ინტერფერომეტრები კოსმოსში უნდ იქნას გატანილი, რამდენიმე მილიონი კილომეტრის მანძილზე ეთმანეთისგან.
სირთულის მიუხედავად, eLISA-ს დიდი მეცნიერული სარგებელი ექნება. იმის დასამტკიცებლად, რომ საჭირო მგრძნობელობა მიღწევადია, კოსმოსში ჯერ LISA Pathfinder-ი გავა, სატესტო მასებითა და სიგრძის საზომით კრონშტეინზე, რომელიც კომპაქტურ კოსმოსურ აპარატში მოთავსდება. იდელაურ ვარიანტში, სატესტო მასება სრულიად უდრტვინველად უნდა იმოძრაოს, ყოველგვარი გარეშე ზემოქმდების გარშე. ლაზერული ინტერფერომეტრი მათ შორის მანძილს გაზომავს, რათა შეუმჩნეველი, უმცირესი ძალების ზემოქმედებაც გამოირიცხოს.
”გზამკვლევის” ლაზერულ მეტროლოგიაზე ბრიტანულმა ჯგუფმა იმუშავა. სტარტი მათთვის, გრავიტაციული ტალღბის ასტრონომიის დასაწყისის მაუწყებელი იქნება (შეკუმშული სინათლე გრავიტაციული ტალღების მოსაძებნად; LISA ფინანსურ კრიზისს შეეწირა; სამყარო ჰოლოგრამაა?!; NASA გრავიტაციულ ტალღებზე ნადირობას ატომის დონეზე იწყებს).