استخدام أحد أكبر أجهزة الليزر في العالم لاكتشاف محركات الاعوجاج الفضائية!

جهينة نيوز -

اقترح علماء استخداما آخر لأكبر مرصد للموجات الثقالية في العالم: المسح بحثا عن التموجات في الزمكان المتبقي في أعقاب سفن الفضاء الغريبة العملاقة.

وتموج موجات الجاذبية عندما تتحرك الأجسام ذات الكتلة عبر الفضاء. وتنتج الأجسام الأكبر - مثل الكواكب والنجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء - موجات جاذبية أكثر بروزا.

وتم اكتشاف تموجات الزمكان هذه لأول مرة بشكل مباشر في عام 2015، ولكن منذ ذلك الحين، بدأ العلماء يحسنون كفاءتهم في رصد الموجات أثناء تحليقها على شواطئنا الكونية. الآن، تشير الحسابات الجديدة المنشورة في 5 ديسمبر في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv، إلى أن مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية (LIGO) يمكن أن ينظر إلى أبعد من المصادر التقليدية لتموجات الزمكان هذه.

وقال الباحثون إن المركبات الفضائية الضخمة التي تسافر بسرعات عالية، أو تدفعها محركات الاعوجاج، ستنتج أيضا اهتزازات منبهة.

ويرصد كاشف LIGO موجات الجاذبية من التشوهات الصغيرة التي تحدثها في الزمكان أثناء مرورها عبره.

وتتكون 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، ما 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 جدا - غالبا ما تكون بحجم بضعة آلاف من البروتون أو النيوترون.

ولمعرفة المدى الذي يمكن أن تمتد إليه هذه الحساسية، أجرى العلماء حسابات لأصغر جسم من شأنه أن يولد موجات جاذبية يمكن اكتشافها بوضوح على الأرض. واتضح أنها ستظل كبيرة جدا: حتى يمكن اكتشافها بواسطة LIGO، يجب أن تزن السفينة الأم الغريبة تقريبا 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.

ولاحظ الفيزيائيون أيضا 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 كليا على مسار الجسم. وهكذا، عندما يتم الكشف عن إشارة الاندفاع، يمكن للمرء محاولة تفسير خصائص آلية النقل الحالية بناء على شكل إشارة GW".

المصدر: لايف ساينس