UAB, IFAE ve University College London’dan araştırmacılar, bir santimetreden daha az bir hassasiyetle ölçülebilen Dünya ile Ay arasındaki mesafedeki varyasyonları, mevcut cihazların frekans aralığında yeni bir yerçekimi dalgası dedektörü olarak kullanmayı öneriyorlar. tespit edemez. Erken evrenden gelen sinyallerin tespitinin önünü açabilecek araştırma, geçtiğimiz günlerde yayınlandı. Fiziksel İnceleme Mektupları.
20. yüzyılın başında Albert Einstein tarafından tahmin edilen ve ilk kez 2015 yılında tespit edilen yerçekimi dalgaları, evrende meydana gelen en şiddetli süreçlerin yeni habercileridir. Yerçekimi dalgası dedektörleri, bir radyo istasyonunu ayarlarken kadranı hareket ettirmeye benzer şekilde farklı frekans aralıklarını tarar. Bununla birlikte, mevcut cihazlarla kapsanması imkansız olan ve kozmosu anlamak için temel olan sinyalleri barındırabilen frekanslar vardır. Belirli bir örnek, evrenimizin şafağında üretilmiş olabilecek ve günümüzde mevcut olan en ileri teknoloji için bile pratik olarak görünmez olan mikrohertz dalgalarında görülebilir.
Yakın zamanda prestijli bir dergide yayınlanan bir makalede Fiziksel İnceleme Mektupları, Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ve Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) Fizik Bölümü’nden araştırmacılar Diego Blas ve University College London’dan (UCL) Alexander Jenkins, doğal bir yerçekimi dalgasının olduğuna dikkat çekiyorlar. dedektör yakın çevremizde bulunur: Dünya-Ay Sistemi. bu yerçekimi dalgaları bu sisteme sürekli vurmak Ay’ın yörüngesinde küçük sapmalar yaratır. Bu sapmalar çok küçük olmasına rağmen, Blas ve Jenkins, farklı gözlemevlerinden gönderilen ve üzerinde bırakılan aynalara sürekli olarak yansıyan lazerlerin kullanılması sayesinde Ay’ın tam konumunun en fazla bir santimetrelik bir hatayla bilinmesi gerçeğinden yararlanmayı planlıyor. Apollo uzay görevi ve diğerleri tarafından Ay’ın yüzeyi. Bu inanılmaz kesinlik, en fazla milyarda birlik bir hatayla, eski yerçekimi dalgalarının neden olduğu küçük bir rahatsızlığın tespit edilmesini sağlayabilir. Ay’ın yörüngesi yaklaşık 28 gün sürer, bu da mikrohertz söz konusu olduğunda özellikle ilgili bir duyarlılığa dönüşüyor, frekans aralığı araştırmacıları ilgileniyor.
Benzer şekilde, evrendeki diğer ikili sistemlerin yerçekimi dalgası detektörleri olarak sağlayabileceği bilgileri kullanmayı da öneriyorlar. Bu durum pulsar galaksi boyunca dağılmış ikili sistemler, pulsarın radyasyon ışınının bu yıldızların yörüngesini inanılmaz bir hassasiyetle (milyonda bir hassasiyetle) elde etmeye izin verdiği sistemler. Bu yörüngelerin yaklaşık 20 gün sürdüğü göz önüne alındığında, özellikle mikrohertz frekans aralığında yerçekimi dalgalarının geçişi onları etkiler. Blas ve Jenkins, bu sistemlerin bu tür yerçekimi dalgalarının potansiyel dedektörleri olabileceği sonucuna vardı.
Mikrohertz frekans aralığındaki bu “doğal dedektörler” ile Blas ve Jenkins, uzak evren tarafından yayılan yerçekimi dalgalarını incelemek için yeni bir form önerebildiler. Spesifik olarak, birçok modelde yaygın olarak görülen, erken evrenin yüksek enerjili evrelerinde geçişlerin olası mevcudiyeti tarafından üretilenler.
“Belki de en ilginç olan, bu yöntemin gelecekteki ESA/NASA LISA gibi misyonlar ve Kare Kilometre Dizisi (SKA) projesine katılan gözlemevleri, nanohertz’den (SKA) santihertz’e kadar yerçekimi dalgalarının neredeyse toplam kapsamına ulaşmak için (LİGO/VIRGO) frekans aralıkları. Bu kapsama, evrenin evriminin yanı sıra bileşiminin kesin bir görüntüsünü elde etmek için hayati önem taşıyor”, diye açıklıyor Diego Blas. “Mikrohertz frekans aralığını kapsamak, yeni dedektörler oluşturmaya gerek kalmadan ve yalnızca zaten bildiğimiz sistemlerin yörüngelerini gözlemleyerek artık mümkün olabilecek bir zorluktur. Evrenin temel yönleri ve daha sıradan nesneler arasındaki bu bağlantı özellikle büyüleyici ve sonunda şimdiye kadar gördüğümüz en erken sinyallerin tespit edilmesine yol açabilir ve böylece kozmos hakkında bildiklerimizi değiştirebilir” diye bitiriyor.
Referans: Diego Blas ve Alexander C. Jenkins, 11 Mart 2022, “İkili Rezonanslarla Yerçekimi Dalgası Manzarasındaki μHz Boşluğunu Kapatmak”, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.101103