يمكن استخدام أحد أكبر أجهزة الليزر في العالم لاكتشاف محركات الاعوجاج الفضائية
اقترح العلماء استخدامًا آخر لأكبر مرصد للموجات الثقالية في العالم: المسح بحثًا عن التموجات في وقت فراغ تركت في أعقاب سفن الفضاء الغريبة العملاقة.
تموج موجات الجاذبية عندما تتحرك الأجسام ذات الكتلة عبر الفضاء. كائنات أكبر – مثل الكواكب والنجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء – إنتاج موجات جاذبية أكثر بروزًا. تم اكتشاف تموجات الزمكان هذه لأول مرة بشكل مباشر في عام 2015 ، ولكن منذ ذلك الحين ، بدأ العلماء يتحسنون في رصد الموجات أثناء تحليقها على شواطئنا الكونية. الآن ، تم نشر الحسابات الجديدة في 5 كانون الأول (ديسمبر) في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv تشير إلى أن مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية (LIGO) يمكن أن ينظر إلى أبعد من المصادر التقليدية لتموجات الزمكان هذه. قال المؤلفون إن المركبات الفضائية الفضائية الضخمة التي تسافر بسرعات عالية ، أو تدفعها محركات الاعوجاج ، ستنتج أيضًا اهتزازات منبهة.
متعلق ب: تسونامي من موجات الجاذبية تسجل الرقم القياسي لمعظم تموجات الزمكان المكتشفة
يرصد كاشف LIGO موجات الجاذبية من التشوهات الصغيرة التي تحدثها في الزمكان أثناء مرورها عبره. تتكون من كاشفين متقاطعين على شكل حرف L – لكل منهما ذراعان بطول 2.48 ميل (4 كيلومترات) واثنين من حزم الليزر المتماثلة بالداخل – تم تصميم التجربة بحيث إذا مرت موجة جاذبية عبر الأرض ، فإن ضوء الليزر في ذراع واحدة سيتم ضغط الكاشف بينما يتمدد الآخر ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير طفيف في أطوال المسار النسبي للأشعة التي تصل إلى الكاشف. ومع ذلك ، فإن الالتواءات في الزمكان التي تحدثها حتى أكبر موجات الجاذبية صغيرة جدًا – غالبًا ما تكون بحجم بضعة آلاف من البروتون أو النيوترون – مما يعني أن ليجو حساس بشكل لا يصدق ويتطلب صيانة ومعايرة صارمة.
لمعرفة المدى الذي يمكن أن تمتد إليه هذه الحساسية ، أجرى العلماء حسابات لأصغر جسم من شأنه أن يولد موجات جاذبية يمكن اكتشافها بوضوح على الأرض. اتضح أنها ستظل كبيرة جدًا: حتى يمكن اكتشافها بواسطة LIGO ، يجب أن تزن السفينة الأم الغريبة تقريبًا نفس وزن كوكب المشتري ، والسفر بعُشر سرعة الضوء ، وأن تكون في حدود 326000 سنة ضوئية من الأرض .
هل سفن الفضاء بهذا الحجم والسرعة ممكنة؟ لا يعرف الباحثون ذلك ، لكنهم يأملون في تقليص حجم السفينة إلى أبعاد أكثر منطقية ، حيث يتم نشر أجهزة كشف موجات الجاذبية (GW) الحساسة بشكل متزايد ، مثل هوائي 2037 لمقياس التداخل الليزري الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. لاحظ الفيزيائيون أيضًا أن محركات الاعوجاج الفضائي المتقدمة ستخلق أنماط موجات ثقالية يمكن تمييزها عن المصادر الطبيعية ، وإذا تم اكتشافها ، يمكن لهذه الموجات الغريبة أن تزود البشر بأدلة حول كيفية عكس هندسة التكنولوجيا.
وكتبوا في الورقة “هذا لأن شكل إشارة GW يعتمد كليًا على مسار الجسم”. “وهكذا ، عندما يتم الكشف عن إشارة الاندفاع ، يمكن للمرء محاولة تفسير خصائص آلية النقل الحالية بناءً على شكل إشارة GW.”
