גלאי גלי כבידה עתידי בחלל יכול לחשוף את סודות היקום

מחקר חדש הראה שבעתיד, זיהוי גלי כבידה מהחלל יאפשר זיהוי של שדות בסיסיים חדשים ועלול לשפוך אור חדש על היבטים לא ברורים של היקום.

פרופסור תומס סוטיריו מהמרכז לכבידה באוניברסיטת נוטינגהאם ואנדריאה מאסלי, חוקרת ב-GSSI ו-INFN, יחד עם חוקרים מ-SISSA ו-La Sapienza מרומא, הוכיחו את הדיוק חסר התקדים שבו תצפיות של גלי כבידה עם מרחב אינטרפרומטר הלייזר. אנטנה (LISA) תוכל למצוא שדות בסיסיים חדשים.

במחקר חדש זה, מדענים מציעים כי LISA, גלאי גלי הכבידה מבוסס החלל (GW) שצפוי להיות משוגר על ידי סוכנות החלל האירופית (ESA) בשנת 2037, יפתח הזדמנויות חדשות לחקר היקום.

פרופסור תומס סוטיריו, מנהל מרכז הכבידה של נוטינגהאם, מסביר: "שדות יסוד חדשים, ובפרט סקלרים, הוצעו בתרחישים שונים: כהסבר לחומר אפל, כגורם להתפשטות המואצת של היקום, או כהסבר לחומר האפל. ביטויים באנרגיה נמוכה של תיאור עקבי ומלא של כוח המשיכה וחלקיקים יסודיים. כעת הראינו ש-LISA מציעה יכולות זיהוי חסרות תקדים עבור שדות סקלרים, וזה פותח הזדמנויות מרגשות לבדיקת תרחישים אלו."

מעניין גם:

• קטלוג שלם של גלי כבידה פורסם
• אסטרונומים גילו גלקסיה רחוקה באמצעות עדשות כבידה

תצפיות על עצמים אסטרופיזיקליים בעלי שדות כבידה חלשים ועקמומיות קטנה של מרחב-זמן עדיין לא סיפקו כל עדות לשדות כאלה. עם זאת, יש סיבה לצפות שסטיות מתורת היחסות הכללית או האינטראקציה בין כוח המשיכה לשדות חדשים יהיו בולטות יותר בעיוותים גדולים. מסיבה זו, זיהוי גלי כבידה, שפתח צוהר חדש למשטר שדות הכבידה החזק, הוא הזדמנות ייחודית לזהות שדות אלו.

החוקרים פיתחו גישה חדשה למידול האות ולראשונה ביצעו הערכה קפדנית של יכולתה של LISA לזהות את קיומם של שדות סקלרים הקשורים לאינטראקציות כבידה. ראוי לציין שגישה זו תלויה בתיאוריה, שכן היא אינה תלויה במקור המטען עצמו, וגם לא בטבעו של הגוף הקטן. הניתוח גם מראה שניתן להשוות מדידה כזו עם מגבלות חזקות על הפרמטרים התיאורטיים המסמנים סטיות מתורת היחסות הכללית או המודל הסטנדרטי.

LISA תוקדש לגילוי גלי כבידה באמצעות מקורות אסטרופיזיים, תעבוד בקבוצת כוכבים של שלושה לוויינים המקיפים את השמש במרחק של מיליוני קילומטרים זה מזה. LISA תצפה בגלי כבידה הנפלטים בתדירות נמוכה בפס שאינו נגיש לאינטרפרומטרים מבוססי קרקע עקב רעש הסביבה. הספקטרום הנראה ל-LISA יאפשר לחקור משפחות חדשות של מקורות אסטרופיזיים שונים מאלה שנצפו על ידי בתולה ו-LIGO, ויפתח צוהר חדש לאבולוציה של עצמים קומפקטיים בסביבות שונות של היקום שלנו.

קרא גם:

• נוצר הרעיון של לייזר שיעביר חללית למאדים תוך 45 ימים
• השמש עשויה להיות מקור לא ידוע למים של כדור הארץ