ร่องรอยคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำมากในเอกภพ
วันพฤหัสฯ ที่ 29 มิถุนายน เวลา บ่ายโมงเวลาฝั่งตะวันออกของอเมริกา(1700 UTC หรือเที่ยงคืน) กลุ่มความร่วมมือ NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) มีกำหนดการณ์แถลงข่าวการค้นพบใหญ่ทางวิทยาศาสตร์
อัพเดทล่าสุดจากรายงานชุดที่เพิ่งนำเสนอ
ในเบื้องต้น กลุ่มความร่วมมือ IPTA ประกาศการค้นพบร่องรอยคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำมากในอวกาศ สำหรับ NANOGrav ใช้เครือข่ายพัลซาร์ 67 แห่ง มีระดับความเชื่อมั่นที่ 4 ซิกม่า(99.349%) ส่วนกลุ่มความร่วมมือในออสเตรเลีย(PPTA) ใช้พัลซาร์ เพียง 30 แห่งแต่สำรวจในช่วงเวลาที่นานกว่า(18 ปี)
อย่างไรก็ตาม ระดับความเชื่อมั่นที่ต้องบรรลุถึงที่ 5 ซิกม่าจึงยังไม่ใช่การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำ อย่างแน่ชัด
Pulsar timing array
และเนื่องจากยังไม่ใช่การยืนยันการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง(nanohertz) นักวิจัยจึงไม่สามารถบอกอย่างแน่ชัด แต่เป็นไปได้มากที่สุดว่ามาจากหลุมดำมวลมหาศาล แต่ก็ยังไม่สามารถกำจัดแหล่งอื่นๆ เช่น จากการพองตัว(inflation) อย่างรวดเร็วมากหลังจากบิ๊กแบง หรือกระทั่งจากบิ๊กแบงเอง(ซึ่งไม่น่าเป็นไปได้)
อย่างไรก็ตาม นี่ถือเป็นการเปิดยุคแห่งดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงนาโนเฮิร์ซ ด้วยข้อมูลจากเครือข่ายพัลซาร์ นีกวิจัยก็น่าจะวิเคราะห์สัญญาณเพื่อแจกแจงคุณลักษณะและแหล่งที่สร้างคลื่นต่ำเหล่านี้ได้ หรือกระทั่งเราอาจจะเริ่มศึกษาคุณสมบัติของหลุมดำมวลมหาศาล ได้ในรายละเอียดที่สูงขึ้น
เรามาปูพื้นกันก่อน NANOGrav ทำอะไร
NANOGrav เป็นกลุ่มความร่วมมือจากอเมริกาเหนือ เพื่อวิจัย เครือข่ายจับเวลาพัลซาร์ (pulsar timing array) ซึ่งใช้เพื่อเป็นเครื่องมือตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง(gravitational waves) ร่วมกับ กลุ่มงานจากยุโรป, อินเดีย และออสเตรเลีย(รวมเรียก International Pulsar Timing Array, IPTA)
IPTA
ดังที่เราทราบแล้วว่า คลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งทำนายไว้โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่งไปของไอน์สไตน์ เกิดขึ้นเนื่องจากวัตถุที่มีมวลสูงมีความเร็วเพิ่มขึ้น(หรือมีความเร่ง) จากการโคจรรอบวัตถุอีกดวง เมื่อวงโคจรสั้นลงเรื่อยๆ โมเมนตัมการโคจรจะเปลี่ยนเป็นคลื่น กระจายออกมาตามผืนกาลอวกาศ คลื่นนี้เองคือ คลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งจะเปล่งออกมาจนกระทั่งสุดท้ายวัตถุทั้งสอง ชนและควบรวมกัน กลายเป็นวัตถุเดียว
คลื่นความโน้มถ่วงที่มีการแถลงข่าวการตรวจจับได้เป็นครั้งแรกมาตั้งแต่ปี 2015 เป็นคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการชนของหลุมดำคู่ที่มีมวลเพียงหลักหลายสิบเท่ามวลดวงอาทิตย์(stellar mass black holes) เป็นส่วนใหญ่ มีบางเหตุการณ์ที่มีความพิเศษเมื่อเป็นการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่
คลื่นความโน้มถ่วงจากการโคจรของหลุมดำคู่หนึ่ง
สำหรับคลื่นความโน้มถ่วงที่ LIGO, Virgo และ Kagra ตรวจจับจากวัตถุขนาดเล็กมวลไม่สูงเหล่านี้มีความไวอยู่ในช่วงความถี่ ไม่เกิน 20000 Hz แต่สำหรับวัตถุที่มีมวลสูงมากขึ้นอย่างหลุมดำในใจกลางกาแลคซี ที่เรียกว่า หลุมดำมวลมหาศาล จะมีความถี่ในระดับ นาโนเฮิร์ซ(10^-9 Hz) ซึ่งต้องใช้เครื่องตรวจจับที่มีเส้นฐานยาวระดับหลายปีแสง
ทีม IPTA เลือกใช้ พัลซาร์(pulsars) ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนชนิดหนึ่งที่หมุนรอบตัวเร็วมากด้วยคาบเวลาที่แน่นอน และเปล่งรังสีออกมาเป็นจังหวะ(pulses) ดาวนิวตรอนเป็นซากแกนกลางที่เหลือจากดาวฤกษ์มวลสูงที่จบชีวิตด้วยการระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา เหลือแกนกลางที่มีความหนาแน่นสูงมากไว้
เนื่องจากพัลซาร์หมุนรอบตัวเร็วมากจึงทำหน้าที่เหมือนเป็นประภาคารในอวกาศ ส่งสัญญาณกวาดผ่านโลกเป็นคาบเวลาที่แน่นอน
พัลซาร์ ประภาคารในอวกาศ
สำหรับคลื่นความโน้มถ่วงที่เป็นระลอก กวาดผ่านพัลซาร์อาจทำให้ สัญญาณที่มาถึงคลาดเคลื่อนไปน้อยนิด แต่ถ้าเป็นเครือข่ายพัลซาร์หลายแห่ง แสดงความคลาดเคลื่อน พร้อมกัน ก็น่าจะแสดงถึงคลื่นความโน้มถ่วงที่คาดว่าจะมาจากหลุมดำยักษ์ชนกัน
เอกภพซึ่งมีอายุ 13.7 พันล้านปี จะมีการชนของวัตถุขนาดใหญ่อย่างนี้มากแค่ไหน นักวิจัยคิดว่า คลื่นความโน้มถ่วงน่าจะซัดสาดไปทั่วเอกภพและทิ้งร่องรอยไว้เป็น คลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลัง( gravitational wave background) เสมือนเสียมฮัมต่ำๆ ของเอกภพ
- 3
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
