Efter en femårig förbättring började den mest kraftfulla detektorn av gravitationella vågor igen arbeta - detektering av de minsta svängningarna i rymdtid.
Det laserinterferometriska observatoriet som studerar gravitationsvågor (LIGO) består av två separata föremål i städerna Washington och Louisiana. Dess syfte är att upptäcka gravitationsvågornas passage i rymdtid runt omkring oss. Gravitationsvågor bildas under accelerationen och retardationen av rörelse av rymdobjekt med en enorm massa, de kan genereras, som forskare förutsäger, sådana extrema kosmiska händelser som kollisioner av svarta hål och supernova-blinkningar. Förökningen av gravitationella vågor i rymden, som bevarar energin hos dessa händelser, liknar vattenkrypningar som löper längs en damms yta.
Framväxten av möjligheten att upptäcka sådana vågor kommer att öppna en ny era i gravitationsvågsstjärnan. De mottagna signalerna kan användas för att studera de interna processerna för ett antal av de mest energiska händelserna i universum.
Den första etappen av LIGO-observationer ägde rum under 2002-2010, men under dessa 8 år hittade observatoriet inga signaler som bekräftade förekomsten av gravitationella vågor. Förbättringen av interferometrarna minskar nivån av oönskade ljud som stör driften av utrustningen. Detta gör det möjligt för det uppdaterade observatoriet att byta till ett nytt, mer exakt sökläge för dessa svåra gravitationsvibrationer. På fredagen började den uppdaterade LIGO-forskningen, med 3 gånger mer känslighet än föregångaren. Enligt observatörens personal kommer nya och förbättrade detektorer att kunna upptäcka gravitationsvågor som kommer från ett avstånd på 225 miljoner ljusår. I studier som genomfördes innan utrustningen uppdaterades, överskreds inte avståndet från sökningen över 65 miljoner ljusår. (För jämförelse kan den uppdaterade LIGO upptäcka gravitationsvågor som kommer från ett rymdområde 10 gånger längre än Andromeda-galaxen närmast vårt Vintergata.) Denna förbättring av känslighet gör det möjligt att täcka ett 27 gånger större utrymme i förhållande till tidigare studier.
Förekomsten av gravitationella vågor förutses av Einsteins generella relativitetsteori och indirekta observationer övertyga astrofysiker att de finns och har ett bestämt inflytande. Samtidigt är det omöjligt att fånga dem i yttre rymden med direkt observation. Det betyder att gravitationsvågoscillationer är svagare än tidigare, och känsligare enheter behövs för att upptäcka dem (till exempel en förbättrad LIGO).
Även om sökningen hittills varit ganska komplicerad hoppas de ledande forskarna som är involverade i detta viktiga experiment att upptäcka dessa vågor i rymdtid.
Som Kip Thorn, som är en teoretisk fysiker vid California Institute of Technology, som var i framkant av detta forskningsexperiment, noterat i en intervju med BBC World Service, finns det ingen tvekan om att gravitationssvingningar kommer att hittas. Om även det uppdaterade observatoriet inte kan hitta tecken på deras existens, kommer det att bli väldigt överraskande. David Reiz, verkställande direktör för LIGO-programmet vid California Institute of Technology, hävdar i sitt pressmeddelande att experimentella försök att upptäcka gravitationsvågor har hållits i mer än 50 år, men har ännu inte upptäckts eftersom de är mycket sällsynta och har en minsta amplitud av oscillationer. .
Men hur små är de? Eftersom gravitationella vågor passerar genom det utrymme som omger oss, måste små svängningar som uppstår i de rymdseparativa objekten detekteras och moderna lasrar i systemet kan bestämma svängningar som utgör en miljardth av en bredd av en atom. Men med en ökning av interferometerens känslighet kan det börja känna av oönskade signaler. Som ett resultat byggdes LIGO observatoriet i form av två avlägsna föremål som ligger på motsatta sidor av Förenta staterna. Om en station upptäcker en svag signal och den andra inte kan det vara lokala fluktuationer som orsakas av seismisk aktivitet eller rörliga fordon. När en signal detekteras av båda stationerna kan det antas att en gravitationsvåg detekterades.
När man nu använder en ny teknik, stabiliserar interferometerspeglarna i ett förbättrat observatorium, har bruset som påverkar känsligheten hos LIGO tagits bort, vilket gör att detektorn kan känna av mycket svagare signaler. Detta kan vara början på en ny era av astronomi som studerar gravitationsvågor. Forskare hoppas att det på grund av finjustering av utrustningen kommer att kunna fånga vågor på avstånd 10 gånger större än den tidigare, vilket gör det möjligt för oss att upptäcka ekon av de största kosmiska kollisionerna. Dessutom, som Reitz tillade, observatoriums förmåga att se 10 gånger mer hjälper till att upptäcka ett stort antal fusion av dubbla neutronstjärnor årligen.
