ในพื้นที่แห้งแล้งทางตะวันออกของรัฐวอชิงตัน ห่างจากโรงงานพลูโทเนียมชั้นนำของอเมริกาเพียงไม่กี่ไมล์ มีห้องทดลองขนาดมหึมา แขนยาว 2 ข้างยื่นออกไปในระยะไกล ในวันที่มีลมแรง วัชพืชจะกลิ้งไปมา กองทับกับโครงคอนกรีตของแขนกล และสร้างความปวดเศียรเวียนเกล้าให้กับเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงของห้องปฏิบัติการ แม้ว่าข้างในจะมีกิจกรรมมากมายในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ เตรียมพร้อม
สำหรับช่วงเวลา
ที่น่าตื่นเต้นที่สุดในประวัติศาสตร์ 14 ปีของศูนย์แห่งนี้ ปลายเดือนนี้ พวกเขาจะเริ่มการสังเกตการณ์ด้วยเครื่องจักรที่ได้รับการอัพเกรด เครื่องมือใหม่ และความรู้สึกที่ตรงกันว่าคราวนี้ เมื่อพวกเขาออกล่าคลื่นความโน้มถ่วง พวกเขาจะจับได้ตัวใหญ่ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ทำนายคลื่นความโน้มถ่วงในปี พ.ศ. 2459
อันเป็นผลมาจากสมการสนามของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา สมการไม่เชิงเส้นร่วม 10 สมการเหล่านี้สร้างเอกภพในฐานะปฏิสัมพันธ์เชิงไดนามิกระหว่างมวล-พลังงานและอวกาศ-เวลา ดังที่นักฟิสิกส์ จอห์น วีลเลอร์ กล่าวไว้ว่า “สสารบอกอวกาศว่าโค้งอย่างไร และอวกาศบอกว่าสสารจะเคลื่อนที่อย่างไร”
คำทำนายหนึ่งของทฤษฎีทั่วไปคือเมื่อวัตถุขนาดใหญ่เคลื่อนที่ไปรอบๆ พวกมันทำให้โครงสร้างของอวกาศ-เวลาบิดเบี้ยว ทำให้เกิดระลอกคลื่นที่แผ่ออกไปด้านนอกด้วยความเร็วแสง ระลอกเหล่านี้เรียกว่าคลื่นความโน้มถ่วง แต่ไม่ใช่คลื่นไซน์ที่คุ้นเคยที่พบในแม่เหล็กไฟฟ้า แต่จะยืดพื้นที่ในทิศทางเดียว
ในแนวตั้งฉากกับแนวการเคลื่อนที่ ในขณะเดียวกันก็บีบอัดในอีกทิศทางหนึ่งไปพร้อมกัน คล้ายกับริมฝีปากที่ย่นขึ้นและลงเพื่อจูบ ไม่เคยมีคำทำนายใดที่สมการของไอน์สไตน์ทำนายว่าผิด และในปี 1970 การสังเกตพัลซาร์คู่ ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วในวงโคจรรอบดาวนิวตรอนดวงอื่น
เสนอแนะอย่างยิ่งว่าคลื่นความโน้มถ่วงมีอยู่จริง (ดู “นักสืบพัลซาร์” ด้านล่าง) . อย่างไรก็ตาม ไม่เคยมีใครตรวจจับคลื่นดังกล่าวได้โดยตรง แม้จะพยายามมาหลายสิบปีแล้วก็ตาม ถูกสร้างขึ้นเพื่อเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2545 ถึง พ.ศ. 2553 ลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่จากศูนย์กลางของห้องปฏิบัติการ
ลงไปยังแขน
ยาวที่ตั้งฉากกัน 2 แขน ซึ่งลำแสงดังกล่าวจะสะท้อนมวลขนาดใหญ่ที่แขวนอยู่และรวมตัวกันอีกครั้งใกล้กับจุดกำเนิด แนวคิดก็คือคลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านไปจะทำให้มวลเคลื่อนที่มากพอที่ความยาวของแขนจะเปลี่ยนแปลง และสร้างการเลื่อนเฟสที่ตรวจจับได้ในรูปแบบการรบกวนของลำแสงเลเซอร์ที่รวมตัวกัน
ใหม่ ในบางโอกาสในช่วงแรกของการดำเนินการทดลองของ LIGO นักวิจัยคิดว่าพวกเขาได้เห็นการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวแล้ว เฉพาะสัญญาณที่ควรจะเปิดเผยเป็นสัญญาณรบกวน หรือในกรณีหนึ่ง เป็นการจงใจปลอมที่นักวิจัยสร้างขึ้นภายในความร่วมมือ เช่น การทดสอบขั้นตอนการตรวจสอบข้อมูลภายใน
อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ โรงงาน LIGO ใกล้กับแฮนฟอร์ด รัฐวอชิงตัน พร้อมกับโรงงานแฝดในเมืองลิฟวิงสตัน รัฐลุยเซียนา กำลังเข้าสู่ยุคใหม่ ในเดือนมีนาคม ผู้รับเหมาเสร็จสิ้นการอัปเกรดสิ่งอำนวยความสะดวกแบบคู่มูลค่า 221 ล้านดอลลาร์ ซึ่งปรับปรุงความสามารถในการตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วง
ที่อ่อนแอได้ถึง 10 เท่า ด้วยการอัปเกรดนี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ นักวิจัยน่าจะสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้ ที่เกิดได้ทุกที่ในรัศมีประมาณ 420 ล้านปีแสง โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่โลก นั่นยังเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของจักรวาลทั้งหมด แต่เพิ่มขึ้นเป็นพันเท่า (โดยปริมาตร) ของสิ่งที่เป็นไปได้ก่อนการอัปเกรด
เมื่อระบบที่ได้รับการอัพเกรดเข้าสู่เกียร์สูงและบรรลุถึงความไวที่ออกแบบไว้ในปี 2559 หรือ 2560 นักวิทยาศาสตร์ที่ LIGO มั่นใจอย่างเงียบๆ ว่าพวกเขาจะได้เห็นบางสิ่งที่เป็นจริงเพียงหนึ่งอะตอมการอัปเกรด aLIGO ที่เพิ่งเสร็จสิ้นไปเมื่อเร็วๆ นี้ล้วนมีเป้าหมายเดียวกันคือการลดสัญญาณรบกวน
เสียงรบกวนทำให้เกิดความท้าทายสำหรับการทดลองทางฟิสิกส์มากมาย แต่สำหรับเครื่อง LIGO แบบคู่และเครือญาติแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก ปัญหานั้นรุนแรงเป็นพิเศษ แม้ว่าคลื่นความโน้มถ่วงจะมาจากระบบที่มีมวลมากและมีพลังมากที่สุดในจักรวาล (เช่น หลุมดำคู่หนึ่งหรือดาวนิวตรอนที่โคจรรอบกัน
และกัน) แอมพลิจูดของพวกมันจะน้อยมากเมื่อมาถึงโลก ในความเป็นจริง คลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านคาดว่าจะเปลี่ยนความยาวของแขนยาว 4 กม. ของ LIGO เพียงไม่กี่อะตอม (10 –18ม.) ซึ่งน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโปรตอนประมาณ 1,000 เท่า (ดู “วิธีการทำงานของ LIGO” ด้านล่าง ).
เพื่อให้แน่ใจว่า
หอดูดาวสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยได้ LIGO เกือบทุกด้านจึงได้รับการอัปเกรด สำหรับผู้เริ่มต้น ระบบแยกใหม่ได้รับการติดตั้งเพื่อป้องกันเสียงรบกวนจากแผ่นดินไหว (เช่น เกิดจากรถบรรทุกวิ่งผ่านหรือแผ่นดินไหวขนาดเล็ก) เพียงเล็กน้อยในช่วงความถี่ที่ผู้สังเกตการณ์คลื่น
จะบีบเสียงรบกวนควอนตัมลดลงหนึ่งในสาม เพิ่มอัตราการตรวจจับของคลื่นความโน้มถ่วงในย่านความถี่นั้นโดยปัจจัย (3/2) 3 (ประมาณ3.4 ) สำหรับ LIGO Dwyer แสดงให้เห็นในวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเธอว่าการใช้แสงบีบจะเพิ่มความไวของเครื่องตรวจจับถึง 80% ทำให้อัตราการตรวจจับดี
ขึ้นเกือบถึงหกเท่าในการประชุมเชิงปฏิบัติการที่ ในเดือนกรกฎาคมยุคอุตสาหกรรม ไปจนถึงการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตจำนวนมาก และความไม่มั่นคงทางอาหารทั่วโลกที่อุณหภูมิสูงกว่า 4 °Cฉันรู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้มาเยี่ยมชมเครื่องตรวจจับในครั้งนี้ ครั้งต่อไปที่ฉันจับตาดูมันจะเป็นในอีกสามปี
หวังว่าหลังจากที่อุปกรณ์ได้เปิดเผยความลึกลับของจักรวาลมากขึ้น ทำให้มันเป็นเว็บไซต์ที่น่าสนใจยิ่งขึ้นแต่ฉันกลับเห็นแนวลำแสงที่เข้าสู่เครื่องตรวจจับ ให้ความสนใจ สิ่งอำนวยความสะดวกแบบ มีความสำคัญที่นี่ เนื่องจากเสียงที่เห็นในสิ่งอำนวยความสะดวกหนึ่งแต่ไม่สามารถควบคุมสิ่งอื่นได้ คือการสะอึกเฉพาะที่ ไม่ใช่คลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านไป
Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
