Ang alon ng grabidad ay direktang natukoy sa unang pagkakataon noong 2015 pagkatapos ng isang siglo ng prediksyon nito ng Pangkalahatang Teorya ng Relativity ni Einstein noong 1916. Ngunit, ang tuluy-tuloy, mababang frequency na Gravitational -wave Background (GWB) na pinaniniwalaang naroroon sa buong uniberso ay hindi pa direktang natukoy sa ngayon. Kamakailan ay iniulat ng mga mananaliksik sa North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) ang pagtuklas ng isang low-frequency signal na maaaring 'Gravitational-wave Background (GWB)'.
Hinuhulaan ng pangkalahatang teorya ng relatibidad na iminungkahi ni Einstein noong 1916 na ang mga pangunahing kaganapan sa kosmiko tulad ng supernova o pagsasanib ng mga black hole ay dapat magdulot ng mga gravitational wave na kumakalat sa buong Uniberso . Ang Daigdig ay dapat na laging puno ng mga gravitational wave mula sa lahat ng direksyon ngunit ang mga ito ay hindi natutukoy dahil nagiging lubhang mahina ang mga ito pagdating sa Daigdig. Inabot ng halos isang siglo bago direktang matukoy ang mga gravitational ripples nang noong 2015, nagtagumpay ang pangkat ng LIGO-Virgo sa pagtuklas ng mga gravitational wave na nabuo dahil sa pagsasanib ng dalawang black hole na nasa layong 1.3 bilyong light-years mula sa Daigdig (1) . Nangangahulugan din ito na ang mga natukoy na ripples ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa cosmic event na naganap mga 1.3 bilyong taon na ang nakalilipas.
Simula nang unang matuklasan noong 2015, maraming gravitation ripples ang naitala hanggang sa kasalukuyan. Karamihan sa mga ito ay dahil sa pagsasanib ng dalawang black hole , kakaunti ang dahil sa banggaan ng dalawang neutron star (2) . Lahat ng natukoy na gravitational wave sa ngayon ay episodic, na sanhi ng binary pair ng black hole o neutron star na umiikot at nagsasanib o nagbabanggaan sa isa't isa (3) at may mataas na frequency, maikling wavelength (sa hanay ng milliseconds).
Gayunpaman, dahil may posibilidad na magkaroon ng maraming pinagmumulan ng mga alon ng grabidad sa sansinukob , maraming alon ng grabidad na magkakasama mula sa buong sansinukob ang maaaring patuloy na dumadaan sa mundo sa lahat ng oras na bumubuo ng isang background o ingay. Dapat itong maging tuloy-tuloy, random at may mababang dalas ng maliit na alon. Tinatayang ang ilang bahagi nito ay maaaring nagmula pa sa Big Bang. Tinatawag itong Gravitational -wave Background (GWB), hindi pa ito natutuklasan sa ngayon (3).
Ngunit maaaring nasa bingit na tayo ng isang tagumpay – iniulat ng mga mananaliksik sa North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) ang pagtuklas ng isang low-frequency signal na maaaring 'Gravitational-wave Background (GWB) (4,5,6).
Hindi tulad ng pangkat ng LIGO-virgo na nakatukoy ng gravitational wave mula sa mga indibidwal na pares ng black hole , ang pangkat ng NANOGrav ay naghanap ng persistent, parang ingay, 'pinagsamang' gravitational wave na nilikha sa napakahabang panahon ng hindi mabilang na mga blackhole sa uniberso . Ang pokus ay sa 'napakahabang wavelength' gravitational wave sa kabilang dulo ng 'gravitational wave spectrum'.
Hindi tulad ng liwanag at iba pang electromagnetic radiation, ang mga gravitational wave ay hindi direktang maobserbahan gamit ang isang teleskopyo.
Pinili ng pangkat ng NANOGrav ang mga millisecond pulsar (MSP) na mabilis umiikot nang may pangmatagalang katatagan. Mayroong matatag na padron ng liwanag na nagmumula sa mga pulser na ito na dapat baguhin ng gravitational wave. Ang ideya ay obserbahan at subaybayan ang isang grupo ng mga ultra-stable millisecond pulsar (MSP) para sa mga magkakaugnay na pagbabago sa tiyempo ng pagdating ng mga signal sa Daigdig, kaya lumilikha ng isang " kasinglaki ng Galaxy " na gravitational-wave detector sa loob ng ating sariling kalawakan . Lumikha ang pangkat ng isang pulsar timing array sa pamamagitan ng pag-aaral ng 47 sa mga naturang pulsar. Ang Arecibo Observatory at ang Green Bank Telescope ang mga teleskopyong radyo na ginamit para sa mga pagsukat.
Kasama sa set ng data na nakuha sa ngayon ang 47 MSP at higit sa 12.5 taon ng mga obserbasyon. Batay dito, hindi posible na tiyak na patunayan ang direktang pagtuklas ng GWB kahit na ang mga natukoy na signal na mababa ang dalas ay lubos na nagpapahiwatig na. Marahil, ang susunod na hakbang ay ang pagsasama ng higit pang mga pulsar sa hanay at pag-aralan ang mga ito nang mas mahabang panahon upang mapahusay ang pagiging sensitibo.
Upang pag-aralan ang sansinukob , ang mga siyentipiko ay eksklusibong umaasa sa mga electromagnetic radiation tulad ng liwanag, X-ray, radio wave, at iba pa. Dahil walang kaugnayan sa electromagnetic radiation, ang pagtuklas ng gravitational noong 2015 ay nagbukas ng isang bagong pagkakataon sa mga siyentipiko upang pag-aralan ang mga celestial bodies at maunawaan ang sansinukob lalo na ang mga celestial event na hindi nakikita ng mga electromagnetic astronomer. Dagdag pa rito, hindi tulad ng electromagnetic radiation, ang mga gravitational wave ay hindi nakikipag-ugnayan sa materya kaya halos walang hadlang sa paglalakbay na may dalang impormasyon tungkol sa kanilang pinagmulan at walang anumang distortion. (3)
Ang pagtuklas ng Gravitational-wave Background (GWB) ay magpapalawak pa ng oportunidad. Maaari pang maging posible na matukoy ang mga alon na nabuo mula sa Big Bang na maaaring makatulong sa atin na mas maunawaan ang pinagmulan ng uniberso .
***
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2101121
***
Sanggunian:
- Castelvecchi D. at Witze A.,2016. Ang mga gravitational wave ni Einstein ay natagpuan sa wakas. Balitang Pangkalikasan 11 Pebrero 2016. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361
- Castelvecchi D., 2020. Ano ang ipinapakita ng 50 gravitational-wave na kaganapan tungkol sa Uniberso. Nature News Nai-publish noong Oktubre 30, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0
- LIGO 2021. Mga Pinagmulan at Uri ng Gravitational Waves. Available online sa https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources Na-access noong 12 Enero 2021.
- NANOGrav Collaboration, 2021. Nahanap ng NANOGrav ang Mga Posibleng 'Unang Hint' ng Low-Frequency Gravitational Wave Background. Available online sa http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html Na-access noong 12 Enero 2021
- NANOGrav Collaboration 2021. Press briefing – Paghahanap para sa Gravitational-Wave Background sa 12.5 taon ng NANOGrav Data. 11 Enero 2021. Available online sa http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf
- Arzoumanian Z., et al 2020. Ang NANOGrav 12.5 yr Data Set: Maghanap ng Isotropic Stochastic Gravitational-wave na Background. The Astrophysical Journal Letters, Volume 905, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401
***
’){kind=link}