قد تكون النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة في "طنين" موجات الجاذبية المستمرة. الائتمان: K. Wette
هل تتذكر الأيام التي سبقت العمل من المنزل؟ إنه صباح يوم الاثنين، وقد تأخرت في التغلب على حركة المرور، ولا يمكنك العثور على مفاتيح سيارتك. ماذا تفعل؟ قد تحاول الانتقال من غرفة إلى أخرى، وإلقاء نظرة على كل سطح مستوٍ، على أمل العثور على المفاتيح المفقودة. وبطبيعة الحال، هذا يفترض أنهم في مكان ما على مرأى من الجميع؛ إذا كانت مخبأة تحت إحدى الصحف، أو سقطت خلف الأريكة، فلن تتمكن من اكتشافها أبدًا. أو قد تكون مقتنعًا جدًا أنك رأيت المفاتيح في المطبخ آخر مرة . بالنسبة لهم هناك: داخل كل خزانة، والميكروويف، وغسالة الأطباق، والجزء الخلفي من الثلاجة، وما إلى ذلك. بالطبع، إذا تركتهم على طاولة بجانب السرير، فإن قلب المطبخ سيكون محكومًا عليه بالفشل. إذن، ما هي أفضل استراتيجية؟
يواجه العلماء معضلة مماثلة في البحث عن موجات الجاذبية- ينكسر في نسيج المكان والزمان - من النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة. هذه النجوم هي الأجسام الأكثر كثافة في الكون ، وبشرط ألا تكون كروية تمامًا ، فإنها تبعث "همهمة" خافتة جدًا من موجات الجاذبية المستمرة. سماع هذا "الطنين" من شأنه أن يسمح للعلماء بالنظر في عمق a النجم النيوتروني واكتشاف أسرارها ، مما يؤدي إلى رؤى جديدة في أكثر حالات المادة تطرفًا. ومع ذلك ، فإن "آذاننا" الحساسة للغاية - أجهزة الكشف التي يبلغ حجمها 4 كيلومترات باستخدام أشعة الليزر القوية - لم تسمع شيئًا بعد.
يتمثل جزء من التحدي ، مثل المفاتيح المفقودة ، في أن العلماء ليسوا متأكدين من أفضل استراتيجية للبحث. اتخذت معظم الدراسات السابقة نهج "غرفة إلى غرفة" ، في محاولة للعثور على موجات الجاذبية المستمرة في العديد من الأماكن المختلفة قدر الإمكان. ولكن هذا يعني أنه لا يمكنك سوى قضاء وقت محدود في الاستماع إلى "همهمة" المنذرة في أي مكان واحد - بنفس الطريقة التي يمكنك بها قضاء وقت طويل فقط في التحديق في طاولة القهوة ، محاولًا تمييز شكل مفتاح يعارض. ونظرًا لأن "الطنين" هادئ جدًا ، فهناك فرصة جيدة ألا تسمعه حتى.
في دراسة نشرت مؤخرا في مراجعة البدنية د، فريق من العلماء بقيادة الباحث ما بعد الدكتوراه كارل ويت من مركز التميز ARC لاكتشاف الموجات الثقالية (OzGrav) في الجامعة الوطنية الأسترالية، جربت "أين يمكن أن يكونوا غير المطبخ؟" يقترب.
يوضح ويت: "لقد أخذنا تخمينًا مستنيرًا في موقع محدد حيث يمكن أن تكون موجات الجاذبية المستمرة ، استنادًا جزئيًا إلى ما نعرفه بالفعل عن النجوم النابضة - فهي تشبه النجوم النيوترونية ولكنها ترسل موجات راديو بدلاً من موجات الجاذبية المستمرة. افترضنا أنه سيكون هناك موجات جاذبية مستمرة يتم اكتشافها بالقرب من صحافة موجات الراديو." تمامًا مثل تخمين أن المفاتيح المفقودة من المحتمل أن تكون قريبة من حقيبة يدك أو محفظتك.
باستخدام بيانات المراقبة الحالية ، أمضى الفريق الكثير من الوقت في البحث في هذا الموقع (ما يقرب من 6000 يوم من وقت الكمبيوتر!) في الاستماع بعناية لهذا "الطنين" الخافت. كما استخدموا أيضًا وحدات معالجة الرسوم - إلكترونيات متخصصة تُستخدم عادةً في ألعاب الكمبيوتر - مما يجعل خوارزمياتهم تعمل بسرعة فائقة.
يقول ويت: "كان بحثنا أكثر حساسية بشكل ملحوظ من أي بحث سابق عن هذا الموقع". "لسوء الحظ ، لم نسمع أي شيء ، لذلك كان تخميننا خاطئًا هذه المرة. لقد عادت إلى لوحة الرسم الآن ، لكننا سنواصل الاستماع ".
المرجع: "استكشاف عميق لموجات الجاذبية المستمرة عند 171-172 هرتز LIGO بيانات تشغيل المراقبة الثانية "بقلم كارل ويت وليام دن وباتريك كليرووتر وأندرو ميلاتوس ، 23 مارس 2021 ، مراجعة البدنية د.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.083020
