LISA (concepție NASA)

Undele gravitaționale ce provin din spațiu reprezintă o sursă de informații incredibil de importantă pentru a ne ajuta să înțelegem mai bine universul.

În 2037 se plănuiește lansarea în spațiu a unui nou detector de unde gravitaționale, LISA (Laser Interferometer Space Antenna), care va fi capabil să măsoare unde gravitaționale care provin de la noi surse, asimetrice, ce ar putea să ne dea informații despre noi câmpuri de energie sau care ar putea contribui la teorii dincolo de relativitatea generală a lui Einstein.



Undele gravitaționale

Undele gravitaționale sunt prevăzute de teoria relativității generale a lui Einstein, acea teorie care leagă geometria spațiului și a timpului de materia și energia din univers. Cu cât densitatea de materie-energie este mai mare, cu atât deformarea spațiului și a timpului este mai puternică. Atunci când materia se mișcă în mod accelerat se nasc undele gravitaționale, deformări ale spațiu-timpului care se propagă prin univers, oferindu-ne informații despre sursa care le-a produs.

Teoria lui Einstein a luat naștere acum mai bine de 100 de ani, undele gravitaționale însă au fost observate abia în 2015, întrucât este extrem de dificilă măsurarea acestora.

 
VIRGO și LIGO

Primele unde gravitaționale au fost măsurate de antenele gravitaționale LIGO din Statele Unite. Aceste antene funcționează având la baza interferența unor fascicule laser. Structura de interferență depinde de geometria spațiului și timpului prin care se propagă fasciculele laser, care, la rândul ei, este influențată de eventuala propagare prin antena (și întreaga planetă) a undelor gravitaționale.

Efectul însă este extrem de mic și din acest motiv a fost nevoie de dezvoltarea de noi tehnologii – care includ electronică, oglinzi și părți mecanice.

 

LIGO


În 2015 primele unde gravitaționale, GW150914, care proveneau de la un sistem binar de două găuri negre, situate  la o distanță mai mare de un miliard de ani-lumină, au fost măsurate. De atunci au fost măsurate, inclusiv cu antena gravitațională VIRGO din Italia, mai multe unde gravitaționale datorate atât unirii de găuri negre, cât și în procese în care (cel puțin) unul dintre obiecte era o stea neutronică.

LIGO și VIRGO însă nu pot măsura unde gravitaționale cu frecvențe mici, în acest caz fiind nevoie de antene gravitaționale în spațiu, unde nu sunt afectate de surse de zgomot terestre.

 
LISA

LISA este un proiect de colaborare dintre Agenția Spațială Europeană (ASE), care și coordonează proiectul, NASA, dar și alte instituții.

LISA este o antenă gravitațională care va fi lansată în spațiu probabil în 2037 și care va măsura mult mai multe unde gravitaționale care provin inclusiv de la surse pe care la ora actuală nu le vedem.

 


LISA va fi în orbită în jurul Soarelui, iar brațele interferometrului alcătuit din trei sonde spațiale vor avea lungimi de milioane de km (în spațiu unde este deja vid nu este nevoie de adevărate brațe ca pe Pământ – adică tuburi vidate). Ultima variantă aprobată în cadrul proiectului a fost aceea de 2,5 milioane km între sondele spațiale. Cele trei sonde vor face schimb de semnale laser pentru a identifica distorsiuni ale structurii spațiu-timpului (adică unde gravitaționale).

 
Sursele EMRI

Printre sursele de unde gravitaționale care vor fi măsurate de LISA se numără și așa-numitele EMRI (Extreme Mass Ratio Inspirals), adică surse puternic asimetrice compuse dintr-o stea neutronică sau o gaură neagră mică și o gaură neagră enormă cu masa de milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui.

 

Spațiu-timp generat de EMRI (concepție artist)


În acest context în prezența intensului câmp gravitațional va fi posibil să se măsoare unde gravitaționale cu durata mare, întrucât gaura neagră mică sau steaua de neutroni înainte să fie capturată de gaura neagră enormă are o traiectorie în spirală în jurul enormei găuri negre. Undele gravitaționale emise ne vor oferi informații extrem de interesante.

 


Două găuri negre care se orbitează mutual, generând unde gravitaționale
credit: scitechdaily.com

 
Ce vom putea studia cu sursele EMRI?

Prin studiul undelor EMRI ar fi posibil să observăm, așa cum au arătat șase cercetători care au publicat recent un articol în revista Nature Astronomy, dacă există diferențe față de ceea ce prevede teoria lui Einstein. Aceste diferențe ar putea fi generate de existența altor câmpuri de energie pe lângă cel gravitațional sau datorate faptului că teoria lui Einstein nu e cea finală.

Există motive pentru a crede că eventuale deviații de la predicțiile relativității generale, deviații rezultate dintre eventuale interacțiuni dintre gravitație și noi câmpuri, să fie mai ușor detectabile în condiții de curbare extremă a spațiu-timpului.

Va fi extrem de interesant de studiat aceste semnale și de văzut ce anume putem descoperi; o nouă fizică oare?


Credit imagini: wikipedia.org

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.


Dacă găsești site-ul util, ne poți ajuta cu o DONAȚIE