قام العلماء بتصميم جهاز كشف جديد صغير الحجم قادر كشف نبوءة أينشتاين. أو على استشعار الموجات الثقالية في نطاق ترددي مفقود منذ فترة طويلة. مما قد يكشف عن أحداث كونية لم يتم رصدها من قبل.

ما نبوءة أينشتاين؟

تمكن العلماء من ابتكار طريقة رائدة لرصد الموجات الثقالية في نطاق تردد الملي هرتز. مما يفتح نافذة جديدة على الأحداث الفلكية والكونية التي لا تستطيع المراصد الحالية الوصول إليها بعد.

حيث رصدت الموجات الثقالية، التي تنبأ أينشتاين بوجودها على أنها تموجات في نسيج الزمكان. بترددات عالية باستخدام أدوات أرضية مثل ليغو وفيرجو، وبترددات منخفضة جدًا باستخدام مصفوفات توقيت النجوم النابضة. إلا أن النطاق المتوسط ​​بين هذين الحدين ظلّ طويلًا بعيد المنال للرصد.

وقد اقترح باحثون من جامعتي برمنجهام وساسكس الآن جهاز كشف مضغوط يستخدم تقنيات تجويف بصري. بالإضافة إلى ساعة ذرية متقدمة للكشف عن الموجات الثقالية ضمن نطاق الملي هرتز “10 -5 – 1 هرتز”.

بينما في ورقة بحثية نشرت في 3 أكتوبر الجاري في مجلة “الجاذبية الكلاسيكية والكمية”. وصف الفريق كاشفًا يطبق تقنيات طوّرت لأول مرة للساعات الذرية الضوئية.

فيما تمكّن هذه الابتكارات في تصميم الرنان الضوئي من قياس تغيرات ضئيلة للغاية في ضوء الليزر عند مرور موجات الجاذبية.

وعلى عكس مقاييس التداخل الضخمة، يتميز هذا التصميم بصغر حجمه ومقاومته للضوضاء الزلزالية والنيوتونية.

من جانبها، أوضحت الدكتورة فيرا غواريرا. المؤلفة المشاركة من جامعة برمنغهام. أنه باستخدام تقنية متطورة في مجال الساعات الذرية الضوئية.

مضيفة أنه يمكن للباحثين توسيع نطاق رصد الموجات الثقالية إلى نطاق ترددي جديد كليًا باستخدام أجهزة تُناسب طاولة المختبر.

الثقوب السوداء

وهذا يفتح المجال أمام إمكانية مثيرة لبناء شبكة عالمية من هذه الكواشف، والبحث عن إشارات كانت ستبقى مخفية لعقد آخر على الأقل لولا ذلك”.

من المتوقع أن يحتوي نطاق الملي هرتز، المعروف غالبًا باسم “النطاق المتوسط”، على إشارات من مجموعة واسعة من المصادر الفيزيائية الفلكية والكونية.

بما في ذلك ثنائيات الأقزام البيضاء واندماج الثقوب السوداء. صممت مشاريع فضائية كبيرة، مثل ليزا، لاستكشاف هذا النطاق نفسه.

ولكن من غير المتوقع أن تبدأ تشغيلها قبل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين. في المقابل، قد تبدأ كواشف الرنانات البصرية المقترحة بدراسة هذه الظواهر في وقت أبكر بكثير.

في الوقت نفسه فإن البعثات الفضائية المستقبلية، مثل ليزا، ستوفر حساسية فائقة، إلا أن تشغيلها لا يزال على بُعد أكثر من عقد من الزمن. توفر كواشف التجويف البصري المقترحة وسيلة فورية وفعالة من حيث التكلفة لاستكشاف نطاق الملي هرتز.

وأخيرًا، تشير الدراسة أيضًا إلى أن دمج هذه الكواشف مع شبكات الساعة الحالية يمكن أن يؤدي إلى توسيع نطاق اكتشاف الموجات الثقالية إلى ترددات أقل، واستكمال المراصد عالية التردد مثل LIGO.

المصدر: scitechdaily.