چند ساعت تا اثبات بزرگ ترین ادعای اینشتین؛ آیا امواج گرانشی حقیقت دارند؟

11 فوریه سال 2016، روز آینده، احتمالا روز مهمی در تاریخ خواهد بود. در چنین روزی، محققان بالاخره می توانند تایید کنند که آیا موفق به شناسایی امواج گرانشی شده اند یا نه. چنین اتفاقی در طول تاریخ هیچگاه رخ نداده و اگر فردا این مسئله تایید شود، احتمالا بخشی از معمای اینشتین موسوم به تئوری نسبیت عام حل خواهد شد.

تایید وجود آن ها به معنای حرکت درست رو به جلوی دانشمندان است و اگر پس از تمامی این سال ها، نتیجه ی معکوس به دست آید، احتمالا باید سال ها به عقب بازگردیم و دوباره مسیری برای پیشرفت و پی بردن به اسرار دنیای مان پیدا کنیم.

زابی مارکا، فیزیکدان دانشگاه کلمبیا به Tech Insider در این رابطه گفته: «امواج گرانشی در بعد فضا-زمان حرکت دارند که 100 سال پیش توسط اینشتین پیش بینی شده بودند. آن ها در زمان تولد و برخورد سیاه چاله ها پدید می آیند و ممکن است از کهکشان های بسیار دور به ما برسند.»

سیاه چاله ها، متراکم ترین و قوی ترین اشیای گرانشی هستند که تاکنون بشر یافته. بنابراین، یک تصادم نادر اما سهمگین میان دو سیاه چاله می تواند امواجی از خود متساعد کند که حتی اثر آن در زمین هم حس شود.

برخورد ستاره های نوترونی و ستاره های بزرگ در حال انفجار که ابرنواختر نامیده می شود نیز یکی دیگر از منابع انتشار امواج گرانشی است. با این حال، بشر تاکنون موفق نشده چنین امواجی را به هر وسیله ای که شده، ضبط و اثبات کند.

یک رویداد بزرگ

بنا به اطلاع منبعی آگاه و مطمئن، دانشگاه کلمبیا، صبح روز آینده، 11 فوریه برابر با 22 بهمن، در نیویورک رویدادی بزرگ برگزار خواهد کرد. منبع دیگری نیز این مسئله را تایید کرده اما صحت اهمیت بالای آن را خیر.

بسیاری از دانشمندان، فیزیکدانان و منجمین برجسته و متخصص در حوزه امواج گرانشی نیز به مراسم روز آینده دعوت شده اند. اما موضوع مورد بحث چه خواهد بود؟ ارائه داده های رصدخانه LIGO از پروژه ای یک میلیارد دلاری که هدف آن از سال 2002 تاکنون، پی بردن به امواج گرانشی بوده است.

LIGO دو موج یاب L شکل دارد (تصویر فوق) که بیش از هزار محقق در 15 کشور دنیا آن را تحت کنترل و ارزیابی دارند که زابی مارکا نیز یکی از این دسته افراد است. مارکا می گوید که به همراه همکارانش بیش از 15 سال زمان صرف پروژه کرده اند و حالا بخش هیجان انگیز ماجرا فرا رسیده، زمانی که باید نتایج را با دنیا به اشتراک گذاشت.

وی همچنین گفت که Advanced LIGO، ارتقایی که سال 2015 صورت پذیرفت، کار خود برای شکار امواج گرانشی را در تاریخ 12 ژانویه 2016 به اتمام رسانده. اما این محقق و دیگر همکارانش در مکالمه تلفنی با TechInsider، این مسئله را نه تکذیب و نه رد کردند، چرا که از ارائه اطلاعات ممنوع شده اند.

روز آینده، ژورنال Nature قرار است مقاله ای در این ارتباط منتشر سازد و همزمان هم در نیویورک نتایج فعالیت LIGO اعلام می گردد. بنابراین روز آینده به نظر اهمیت بالایی دارد. شایعات مربوط به مقاله Nature از سوی ایمیلی که کلیف برگس، فیزیکدان دانشگاه مک مستر و انستیتو فیزیک تئوری واقع در کانادا، برای برخی از همکاران خود فرستاده نشات می گیرد.

در همین حین، یکی از دانشجویان برگس گویا تصویر ایمیل را در توییتر منتشر کرده است.

بنابراین، اگر منابع برگس درست گفته باشند، LIGO موفق شده تا امواجی پیدا کند که با سرعت نور حرکت می کنند. امواج از سوی دو سیاه چاله که هر کدام حجمی 30 برابر خورشید دارند در فضا پخش شده اند. برگس در گفتگو با Science گفته که اگر این موضوع صحت داشته باشد، احتمال 90 درصد برنده جایزه نوبل امسال مشخص شده.

با این حال، وقتی از برگس در مورد اتفاق روز آینده پرسیده می شود، وی به طور قاطعانه آن را تایید نمی کند و می گوید گویا آن ها به چیز مهمی دست یافته اند که در آینده اهمیت بسیاری خواهد داشت.

آنچه که از نگاه برگس اهمیت دارد این است که جلسه روز آینده، احتمالا تصور ما نسبت به فیزیک گرانش و بعد فضا-زمان را تغییر خواهد داد. گویا سرمایه گذاری یک میلیارد دلاری روی LIGO بی سبب نبوده و بالاخره این رصدخانه توانسته تا امواج حاصل از برخورد دو سیاه چاله را ثبت کند.

البته، برخی منابع نیز به Tech Insider اطلاع داده اند که تعدادی از این شایعات غلط و حتی خنده دار هستند، پس نباید فراتر رفت و چیزی را باور کرد، حداقل تا روز آینده که شاهد اجتماع بزرگ دانشمندان هستیم.

هر دو ابزاری که در رصدخانه LIGO به کار رفته اند، مجموعه ای از لیزر ها و آینه های L-شکلی هستند که برای شناسایی امواج با نظم خاصی چیده شده اند. زابی مارکا، LIGO را به دو گوش عظیم الجثه برای شنیدن امواج گرانشی تشبیه می کند.

همانند یک موج که به گوش ما می رسد و آن را می شنویم، برای درک بهتر امواجی از جنس های دیگر نیز، باید ابزار آن را در اختیار بگیریم. طبیعتا، هر چه سیاه چاله ها به زمین نزدیک تر باشند، صدای غرش شان نیز بلندتر خواهد بود و دستگاه های کنونی ما، بهتر می توانند آن ها را بشنوند.

مارکا می گوید LIGO آنقدر قدرتمند است که حتی می تواند اختلالات بسیار ریز، در حد اتم را هم شناسایی کند. PhD Comics در مورد سطح دقت LIGO می گوید که اگر چیزی به ابعاد 1,000,000,000,000,000,000,000 متر، منقبض شده و در حد 5 میلی متر شود، آن ها متوجه می شوند.

به بیان دیگر، پی بردن به امواج گرانشی مانند این است که بدانیم کهکشان راه شیری، با طولی به اندازه 100000 سال نوری (یعنی سفر از یک سو، به سوی دیگر آن صدهزار سال نوری طول می کشد)، می تواند در حد یک پاک کن باشد.

بنابراین، هر چه که دانشمندان می خواهند در مورد داده های LIGO به ما بگویند، اهمیت بالایی دارد؛ یا مهر تاییدی بر پیش بینی های صد ساله ی اینشتین خواهد بود، یا بالاخره پس از ده ها سال تحقیق و پژوهش دنیای علم، مسیر خود را عوض خواهد کرد.