آخرین نتایج ره‌یاب LISA نشان می‌دهد فن‌آوری‌ ماهواره‌ به شرایط لازم برای قرار دادن آشکارساز امواج گرانشی در فضا رسیده است.

ESA/ATG medialab

درحالی که لیگو (LIGO) و ویرگو (Virgo) همه توجهات را به سمت خود جلب کرده‌اند، پژوهش‌گران به آرامی درحال جابه‌جا کردن مرز‌های فن‌آوری‌های خود در زمینه امواج گرانشی بوده و در این حوزه پای خود را به داخل فضا گذاشته‌اند. در سال 2015، سازمان فضایی اروپا ره‌یاب لیسا، LPF (LISA Pathfinder) را پرتاب کرد. این ره‌یاب که با نام آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری (LISA) شناخته می‌شود، فضاپیمایی است که با هدف نشان دادن فن‌آوری رصد‌خانه مستقر در فضا برای آشکارسازی امواج‌ گرانشی آغاز به کار کرد. LPF بعد از اولین آزمایش‌هایش در سال 2016 (مقاله 7 ژوئن 2016 را ببینید)، هم‌اکنون آخرین نتایج خود را گزارش کرده است. آزمایش‌های انجام‌شده درون این فضاپیما که در حال حاضر غیرفعال است، نشان می‌دهد شتاب دو جرم درحال سقوط آزاد را با دقت مورد نیاز برای لیسا قابل اندازه‌گیری است.

لیسا با اندازه‌گیری میزان زیاد و کم شدن فاصله میان دو جسم درحال سقوط آزاد، که در دو ماهواره جدا قرار داده شده‌اند، امواج گرانشی را مشاهده و رصد خواهد کرد. برای این‌گونه اندازه‌گیری‌ها لازم است دو جسم آزمون تقریباً در سقوط آزاد کامل باشند و هیچ نیروی داخلی یا خارجی به جز گرانش بر آن‌ها وارد نیاید. بعد از آزمایش‌های سال 2016، گروه LFP مجموعه‌ای از تغییرات و بهینه‌سازی‌ها را در تجهیزات خود پیاده کردند تا تمام نیروهای کاذبی را که ممکن است به جسم‌ها وارد شود، حذف کنند. برای مثال آن‌ها روش‌هایی برای کاهش فشار گاز پیرامون جسم‌ها، که می‌تواند نیروی چسبندگی ایجاد کند، یافتند. هم‌چنین راهی برای حذف تأثیر نیروی اینرسی حاصل از چرخش ماهواره پیدا کردند. در نتیجه، با توجه به نتایج به دست آمده در سال 2016،  حساسیت اندازه‌گیری شتاب توسط LFP، برای بازه فرکانسی که لیسا طبق طراحی در آن کار می‌کند، به بیش از 3 برابر افزایش یافته است. این نتایج از خبرهای خوبی برای لیسا حکایت می‌کند، این که به امواج گرانشی در فرکانس‌های پایین‌تر از آن‌چه قبلاً آشکارسازی می‌کرد، حساس خواهد بود. امواج با این فرکانس‌های پایین می‌توانند در اثر ادغام سیاه‌چاله‌های عظیم‌الجثه و شاید بسط و گسترش جهان اولیه تولید شوند.

این مقاله در Physical Review Letters چاپ شده است.

نویسنده: ماتئو رینی (Matteo Rini) کمک ویراستار نشریه Physics.

منبع: Space-Based Detection of Gravitational Waves Gets Closer

مرجع: Beyond the Required LISA Free-Fall Performance: New LISA Pathfinder Results down to 20  μHz