Gravitational wave ay direktang nakita sa unang pagkakataon noong 2015 pagkatapos ng isang siglo ng hula nito ng General Theory of Relativity ni Einstein noong 1916. Ngunit, ang tuloy-tuloy, mababang frequency gravitational-wave Background (GWB) na inaakalang naroroon sa buong sansinukob ay hindi pa direktang natukoy sa ngayon. Ang mga mananaliksik sa North American Nanohertz Observatory para sa Gravitational Waves (NANOGrav) kamakailan ay nag-ulat ng pagtuklas ng isang signal na mababa ang dalas na maaaring 'Gravitational-wave Background (GWB)'.
Ang pangkalahatang teorya ng relativity na iminungkahi ni Einstein noong 1916 ay hinuhulaan na ang mga pangunahing kaganapan sa kosmiko tulad ng supernova o pagsasama ng black hole dapat gumawa gravitational waves na nagpapalaganap sa pamamagitan ng Sansinukob. Ang lupa ay dapat mapuno gravitational waves mula sa lahat ng direksyon sa lahat ng oras ngunit ang mga ito ay hindi natukoy dahil sila ay nagiging lubhang mahina pagdating sa lupa. Tumagal ng humigit-kumulang isang siglo upang makagawa ng direktang pagtuklas ng mga gravitational ripples noong noong 2015, ang LIGO-Virgo team ay matagumpay sa pag-detect gravitational waves ginawa dahil sa pagsasanib ng dalawa black hole matatagpuan sa layo na 1.3 bilyong light-years mula sa Earth (1). Nangangahulugan din ito na ang mga nakitang ripples ay tagapagdala ng impormasyon tungkol sa kosmikong kaganapan na naganap mga 1.3 bilyong taon na ang nakalilipas.
Mula noong unang pagtuklas noong 2015, isang magandang bilang ng gravitation ripples ay naitala hanggang sa kasalukuyan. Karamihan sa kanila ay dahil sa pagsasanib ng dalawa black hole, kakaunti ang dahil sa banggaan ng dalawang neutron star (2). Na-detect lahat gravitational waves sa ngayon ay episodic, sanhi dahil sa binary na pares ng black hole o mga neutron na bituin na umiikot at nagsasama o nagbabanggaan sa isa't isa (3) at mataas ang dalas, maikling wavelength (sa hanay ng millisecond).
Gayunpaman, dahil may posibilidad ng malaking bilang ng mga mapagkukunan ng gravitational waves nasa sansinukob kaya marami gravitational waves sama-sama mula sa lahat ng dako sansinukob maaaring patuloy na dumadaan sa lupa sa lahat ng oras na bumubuo ng background o ingay. Dapat itong tuluy-tuloy, random at may mababang dalas na maliit na alon. Tinataya na ang ilang bahagi nito ay maaaring nagmula pa sa Big Bang. Tinawag gravitational-wave Background (GWB), hindi pa ito natukoy sa ngayon (3).
Ngunit maaaring tayo ay nasa bingit ng isang pambihirang tagumpay - ang mga mananaliksik sa North American Nanohertz Observatory para sa Gravitational Waves (NANOGrav) ay nag-ulat ng pagtuklas ng isang low-frequency na signal na maaaring 'Gravitational-wave Background (GWB) (4,5,6).
Hindi tulad ng LIGO-virgo team na naka-detect gravitational wave mula sa mga indibidwal na pares ng black hole, Naghahanap ang pangkat ng NANOGrav ng paulit-ulit, tulad ng ingay, 'pinagsama' gravitational wave nilikha sa napakahabang panahon ng hindi mabilang mga blackhole nasa sansinukob. Ang focus 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 millisecond pulsar (MSPs) na umiikot nang napakabilis na may pangmatagalang katatagan. Mayroong tuluy-tuloy na pattern ng liwanag na nagmumula sa mga pulser na ito na dapat baguhin ng gravitational wave. Ang ideya ay upang obserbahan at subaybayan ang isang grupo ng ultra-stable millisecond pulsars (MSP) para sa mga nauugnay na pagbabago sa timing ng pagdating ng mga signal sa Earth kaya lumilikha ng isang "kalawakan-sized" gravitational-wave detector sa loob ng ating sarili kalawakan. Ang koponan ay lumikha ng isang pulsar timing array sa pamamagitan ng pag-aaral ng 47 ng naturang mga pulsar. Ang Arecibo Observatory at ang Green Bank Telescope ay ang radyo teleskopyo na ginagamit para sa mga sukat.
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, radyo alon atbp. Dahil ganap na walang kaugnayan sa electromagnetic radiation, ang pagtuklas ng gravitational noong 2015 ay nagbukas ng bagong window ng pagkakataon sa mga siyentipiko na pag-aralan ang mga celestial na katawan at maunawaan ang sansinukob lalo na ang mga celestial na kaganapan na hindi nakikita ng mga electromagnetic astronomer. Dagdag pa, hindi tulad ng electromagnetic radiation, ang mga gravitational wave ay hindi nakikipag-ugnayan sa bagay kaya halos walang harang ang paglalakbay na nagdadala ng impormasyon tungkol sa kanilang pinagmulan at pinagmulan nang walang anumang pagbaluktot.(3)
Ang pagtuklas ng Gravitational-wave Background (GWB) ay magpapalawak pa ng pagkakataon. Maaaring maging posible na matukoy ang mga alon na nabuo mula sa Big Bang na maaaring makatulong sa amin na maunawaan ang pinagmulan ng sansinukob sa mas mabuting paraan.
***
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
***
