Գրավիտացիոն ալիք առաջին անգամ ուղղակիորեն հայտնաբերվել է 2015 թվականին՝ 1916 թվականին Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսության կողմից դրա կանխատեսումից մեկ դար անց: Բայց շարունակական, ցածր հաճախականությունը Գրավիտացիոն- ալիքի ֆոն (GWB), որը ենթադրվում է, որ առկա է ամբողջ տարածքում տիեզերք մինչ այժմ ուղղակիորեն չի հայտնաբերվել: Հյուսիսային Ամերիկայի Նանոհերցի աստղադիտարանի հետազոտողները Գրավիտացիոն ալիքներ (NANOGrav) վերջերս հայտնել են ցածր հաճախականության ազդանշանի հայտնաբերման մասին, որը կարող է լինել «գրավիտացիոն ալիքային ֆոն (GWB)»:
Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը, որը առաջարկել է Էյնշտեյնը 1916 թվականին, կանխատեսում է, որ տիեզերական խոշոր իրադարձությունները, ինչպիսիք են գերնոր աստղերը կամ դրանց միաձուլումը. Սեւ խոռոչներ պետք է արտադրել գրավիտացիոն ալիքներ որոնք տարածվում են միջոցով Տիեզերք. Երկիրը պետք է ողողվի գրավիտացիոն ալիքներ անընդհատ բոլոր կողմերից, բայց դրանք չեն հայտնաբերվում, քանի որ դրանք չափազանց թուլանում են, երբ հասնում են Երկիր: Մոտ մեկ դար պահանջվեց գրավիտացիոն ալիքների ուղղակի հայտնաբերման համար, երբ 2015 թվականին LIGO-Virgo թիմը հաջողությամբ հայտնաբերեց. գրավիտացիոն ալիքներ արտադրվել է երկուսի միաձուլման արդյունքում Սեւ խոռոչներ գտնվում է Երկրից 1.3 միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա (1). Սա նաև նշանակում էր, որ հայտնաբերված ալիքները տեղեկատվություն էին կրում տիեզերական իրադարձության մասին, որը տեղի է ունեցել մոտ 1.3 միլիարդ տարի առաջ:
2015-ին առաջին հայտնաբերումից ի վեր, լավ թվով գրավիտացիոն ալիքներ արձանագրվել են մինչ օրս։ Դրանց մեծ մասը պայմանավորված էր երկուսի միաձուլմամբ Սեւ խոռոչներ, քչերը պայմանավորված էին երկու նեյտրոնային աստղերի բախմամբ (2). Բոլորը հայտնաբերվել են գրավիտացիոն ալիքներ մինչ այժմ եղել են էպիզոդիկ՝ առաջացած երկուական զույգի պատճառով Սեւ խոռոչներ կամ պարուրաձև նեյտրոնային աստղերը միաձուլվում կամ բախվում են միմյանց (3) և բարձր հաճախականությամբ, կարճ ալիքի երկարությամբ (միլիվայրկյաններով):
Այնուամենայնիվ, քանի որ մեծ թվով աղբյուրների հնարավորություն կա գրավիտացիոն ալիքներ է տիեզերք ուստի շատերը գրավիտացիոն ալիքներ միասին բոլոր կողմերից տիեզերք կարող է անընդհատ անցնել երկրի միջով` ստեղծելով ֆոն կամ աղմուկ: Սա պետք է լինի շարունակական, պատահական և ցածր հաճախականությամբ փոքր ալիք: Ենթադրվում է, որ դրա որոշ մասը կարող է առաջանալ նույնիսկ Մեծ պայթյունից: Կանչել Գրավիտացիոն-wave Background (GWB), սա մինչ այժմ չի հայտնաբերվել (3).
Բայց մենք կարող ենք բեկման եզրին լինել. Հյուսիսային Ամերիկայի Նանոհերցի աստղադիտարանի հետազոտողները Գրավիտացիոն ալիքներ (NANOGrav) հայտնել են ցածր հաճախականության ազդանշանի հայտնաբերման մասին, որը կարող է լինել «գրավիտացիոն ալիքային ֆոն (GWB) (4,5,6).
Ի տարբերություն LIGO-virgo թիմի, որը հայտնաբերել է գրավիտացիոն ալիք առանձին զույգերից Սեւ խոռոչներ, NANOGrav թիմը փնտրել է համառ, աղմուկի նման, «համակցված» գրավիտացիոն ալիք ստեղծվել է շատ երկար ժամանակի ընթացքում անթիվ-անհամարների կողմից սև խոռոչներ է տիեզերք. Ուշադրության կենտրոնում էր «շատ երկար ալիքի երկարությունը» գրավիտացիոն ալիք «գրավիտացիոն ալիքների սպեկտրի» մյուս ծայրում։
Ի տարբերություն լույսի և այլ էլեկտրամագնիսական ճառագայթների, գրավիտացիոն ալիքները հնարավոր չէ դիտել անմիջապես աստղադիտակով:
NANOGrav թիմն ընտրեց միլիվայրկյան պուլսարներ (MSP), որոնք շատ արագ պտտվում են երկարաժամկետ կայունությամբ: Այս իմպուլսներից լույսի կայուն օրինաչափություն կա, որը պետք է փոխվի գրավիտացիոն ալիքով: Գաղափարն էր դիտարկել և վերահսկել գերկայուն միլիվայրկյան պուլսարների (MSP) համույթը՝ Երկիր ազդանշանների ժամանման ժամանակի փոխկապակցված փոփոխությունների համար՝ այդպիսով ստեղծելով «Հարդագողի ճանապարհ- չափի» գրավիտացիոն ալիքի դետեկտոր մեր սեփական ներսում Հարդագողի ճանապարհ. Թիմը ստեղծել է պուլսարների ժամանակային զանգված՝ ուսումնասիրելով այդպիսի պուլսարներից 47-ը: Արեսիբո աստղադիտարանը և Green Bank աստղադիտակը եղել են ռադիո աստղադիտակներ, որոնք օգտագործվում են չափումների համար:
Մինչ այժմ ստացված տվյալների հավաքածուն ներառում է 47 MSP և ավելի քան 12.5 տարվա դիտարկումներ: Ելնելով դրանից՝ հնարավոր չէ վերջնականապես ապացուցել GWB-ի ուղղակի հայտնաբերումը, թեև հայտնաբերված ցածր հաճախականության ազդանշանները շատ են վկայում դրա մասին: Հավանաբար, հաջորդ քայլը կլինի ավելի շատ պուլսարներ ներառել զանգվածում և ավելի երկար ժամանակ ուսումնասիրել դրանք՝ զգայունությունը բարձրացնելու համար:
Ուսումնասիրելու համար տիեզերք, գիտնականները բացառապես կախված էին էլեկտրամագնիսական ճառագայթներից, ինչպիսիք են լույսը, ռենտգենը, ռադիո ալիք և այլն: Լինելով ամբողջովին կապ չունեցող էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հետ՝ 2015 թվականին գրավիտացիոն հայտնաբերումը գիտնականների համար նոր հնարավորության պատուհան բացեց՝ ուսումնասիրելու երկնային մարմինները և հասկանալու տիեզերք հատկապես այն երկնային իրադարձությունները, որոնք անտեսանելի են էլեկտրամագնիսական աստղագետների համար: Ավելին, ի տարբերություն էլեկտրամագնիսական ճառագայթման, գրավիտացիոն ալիքները չեն փոխազդում նյութի հետ, հետևաբար, գործնականում անարգել ճանապարհորդում են՝ իրենց ծագման և աղբյուրի մասին տեղեկատվություն առանց որևէ աղավաղման:(3)
Գրավիտացիոն ալիքի ֆոնի հայտնաբերումը (GWB) ավելի կընդլայնի հնարավորությունը: Հնարավոր է նույնիսկ հնարավոր լինի հայտնաբերել Մեծ պայթյունից առաջացած ալիքները, որոնք կարող են օգնել մեզ հասկանալ դրա ծագումը տիեզերք ավելի լավ ձևով:
***
Հիշատակում:
- Castelvecchi D. and Witze A., 2016 թ. Վերջապես հայտնաբերվեցին Էյնշտեյնի գրավիտացիոն ալիքները: Nature News 11 փետրվարի 2016թ. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361
- Castelvecchi D., 2020. Ինչ են բացահայտում 50 գրավիտացիոն ալիքային իրադարձությունները Տիեզերքի մասին: Nature News Հրապարակվել է 30 թվականի հոկտեմբերի 2020-ին: DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0
- LIGO 2021. Գրավիտացիոն ալիքների աղբյուրներն ու տեսակները. Հասանելի է առցանց՝ հասցեով https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources Մուտք գործվել է 12 թվականի հունվարի 2021-ին։
- NANOGrav-ի համագործակցություն, 2021թ.: NANOGrav-ը գտնում է ցածր հաճախականության գրավիտացիոն ալիքի ֆոնի հնարավոր «առաջին ակնարկները»: Հասանելի է առցանց՝ հասցեով http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html Մուտք գործվել է 12 թվականի հունվարի 2021-ին
- NANOGrav համագործակցություն 2021. Մամուլի ճեպազրույց – Գրավիտացիոն ալիքի ֆոնի որոնում NANOGrav տվյալների 12.5 տարվա ընթացքում: 11 թվականի հունվարի 2021: Հասանելի է առցանց՝ հասցեով http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf
- Արզումանյան Զ., և այլք, 2020 թ. NANOGrav 12.5 տարվա տվյալների հավաքածու. որոնել իզոտրոպ ստոխաստիկ գրավիտացիոն ալիքային ֆոն: The Astrophysical Journal Letters, Volume 905, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401
***
