După o îmbunătățire de cinci ani, cel mai puternic detector al undelor gravitaționale a început din nou să lucreze - detectarea celor mai mici oscilații în spațiu-timp.
Observatorul interferometric cu laser care studiază undele gravitaționale (LIGO) constă din două obiecte separate situate în orașele Washington și Louisiana. Scopul său este de a detecta trecerea undelor gravitaționale în spațiu-timp în jurul nostru. Undele gravitaționale se formează în timpul accelerării și decelerării mișcării obiectelor spațiale cu o masă enormă, ele pot fi generate, așa cum prognozează oamenii de știință, astfel de evenimente cosmice extreme precum ciocniri ale găurilor negre și flash-uri de supernove. Propagarea undelor gravitaționale în spațiu, păstrând energia acestor evenimente, seamănă cu valurile de apă care se deplasează de-a lungul suprafeței unui iaz.
Apariția posibilității de a detecta astfel de valuri va deschide o nouă eră în astronomia cu valuri gravitaționale. Semnalele recepționate pot fi folosite pentru a studia procesele interne ale unui număr dintre cele mai energice evenimente din Univers.
Prima etapă a observațiilor LIGO a avut loc în perioada 2002-2010, dar în aceste 8 ani observatorul nu a găsit niciun semnal care să confirme existența undelor gravitaționale. Îmbunătățirea interferometrelor va reduce nivelul de zgomot nedorit care interferează cu funcționarea echipamentului. Acest lucru va permite observatorului actualizat să treacă la un nou mod de căutare mai precis pentru aceste vibrații gravitaționale evazive. Vineri, LIGO actualizată a început cercetarea, cu 3 ori mai multă sensibilitate decât predecesorul său. Potrivit personalului observatorului, detectoarele noi și îmbunătățite vor putea detecta undele gravitaționale provenind de la o distanță de 225 milioane de ani lumină. În studiile efectuate înainte de actualizarea echipamentelor, lungimea distanței acoperite de căutare nu a depășit 65 de milioane de ani lumină. (Pentru comparație, LIGO actualizată poate detecta undele gravitaționale care provin dintr-o zonă de spațiu de 10 ori mai departe decât galaxia Andromeda cea mai apropiată de Calea Lactee). Această îmbunătățire a sensibilității va permite acoperirea unei suprafețe de spațiu de 27 ori mai mare față de studiile anterioare.
Existența undelor gravitaționale este prezisă de teoria generală a relativității lui Einstein și de observațiile indirecte convingă astrofizicii că există și au o anumită influență. În același timp, este imposibil să le prindem în spațiul cosmic, cu o observație directă. Aceasta înseamnă că oscilațiile valurilor gravitaționale sunt mai slabe decât se credea anterior și sunt necesare dispozitive mai sensibile pentru a le detecta (de exemplu, un LIGO îmbunătățit).
Deși cercetarea a fost până acum destul de complicată, oamenii de știință de vârf implicați în acest experiment important speră să detecteze aceste valuri în spațiu.
Kip Thorn, care este un fizician teoretic la Institutul de Tehnologie din California, care a fost în fruntea acestui experiment de cercetare, a remarcat într-un interviu acordat BBC World Service, nu există nicio îndoială că vor fi găsite oscilații gravitaționale. Dacă și observatorul actualizat nu poate găsi semne de existență, va fi foarte surprinzător. David Reiz, director executiv al programului LIGO de la Institutul de Tehnologie din California, susține în comunicatul său că încercările experimentale de detectare a undelor gravitaționale au avut loc mai mult de 50 de ani, dar nu au fost încă descoperite, deoarece sunt foarte rare și au o amplitudine minimă de oscilații. .
Dar cât de mici sunt ei? Deoarece undele gravitaționale trec prin spațiul din jurul nostru, trebuie detectate oscilații mici care apar în obiectele care separă spațiul, iar laserele moderne ale sistemului sunt capabile să determine oscilațiile care constituie o miliardime din lățimea unui atom. Dar, cu o creștere a sensibilității interferometrului, acesta poate începe să simtă semnale nedorite. Ca urmare, observatorul LIGO a fost construit sub forma a două obiecte îndepărtate situate pe laturile opuse ale Statelor Unite. Dacă o stație detectează un semnal slab și al doilea nu, pot fi fluctuații locale cauzate de activitatea seismică sau de vehiculele în mișcare. Când un semnal este detectat de ambele stații, se poate presupune că a fost detectată o undă gravitațională.
Acum, când se folosește o nouă tehnologie, stabilizând oglinzile interferometrice ale unui observator îmbunătățit, zgomotul care afectează sensibilitatea LIGO a fost eliminat, ceea ce permite detectorului să simtă semnale mult mai slabe. Acesta ar putea fi începutul unei noi ere de astronomie care studiază undele gravitaționale. Oamenii de știință speră că, datorită reglării fine a echipamentului, vor putea captura valuri la o distanță de 10 ori mai mare decât cea anterioară, ceea ce ne va permite să detectăm ecouri ale celor mai mari coliziuni cosmice. Mai mult, după cum a adăugat Reitz, capacitatea Observatorului de a vedea de 10 ori mai mult va ajuta la detectarea unui număr mare de fuziuni de stele duble cu neutroni anual.
