LISA 우주선, 획기적인 중력파 관측 테스트 완료

LISA Pathfinder 임무는 우리가 유성, 소행성, 인공위성, 상상할 수없는 속도로 공간을 돌아 다니는 다양한 다른 발사체를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있지만 우주를 관통하는 중력파를 관찰하고 연구 할 잠재력을 확인하는 것이 주요 목표 중 하나입니다. 지구에서 900,000 마일 이상 떨어져있는 프로토 타입 우주선은 그 목표에 근접한 거대한 도약을했습니다. 에 게시 된 새로운 종이 있음 물리적 검토 편지 LISA 팀은 LPF의 자유 낙하 테스트가 획기적인 성공으로 초기 기대치를 초과하고 원래 요구되는 것보다 5 배 이상 우수한 정밀도로 작동 함을 보여줍니다.

유럽 ​​우주국 (European Space Agency)이 지난 12 월에 최첨단 우주선을 마침내 출시했을 때, 우리는 중력파에 대해 전혀 알지 못했습니다. 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)에 의해 최초로 가설 화 된 시공간의 파문이 적어도 존재했다는 점을 제외하고는. 그렇다면 과학자들은 실제로 녹이다 중력파 - 한 쌍의 거대한 블랙홀이 서로 충돌하면서 생성 된 매우 희미한 중력파 신호를 감지하기 위해 지구 표면에서 한 쌍의 초 민감한 장비를 사용합니다.

LIGO 발견은 중력파가 실제로 관찰 가능하다는 것을 입증했기 때문에 LISA 프로젝트에 대한 보탬이되었습니다. 물론 LIGO의 발견은 적시에 적절한 장소에있는 사건이었습니다. 진정으로 중력파를 연구하고 전자기 스펙트럼 이상으로 우주가 보이는 것을 엿볼 수있게하려면 저주파에서 이러한 종류의 신호를 관찰 할 수 있어야합니다. 아마도 0.1 Hz 정도 될 수 있습니다. 즉 지진, 열 또는 육상 활동으로 인한 간섭없이 100 만 마일이나되는 먼 거리에서 작은 깜박 거림을 관측하는 시스템이 필요하다는 의미입니다. 그것은 지구에서 일어나지 않을 것입니다.

아인슈타인은 상대성 이론을 개발했을 때 중력파의 존재를 예언했다. "1 세기 후, 우리는 우주에서 처음으로 거대한 중력파 관측소를 만드는 길을 걷고 있습니다."ESA의 과학 담당관 인 Fabio Favata는 화요일 기자 회견에서 기자들에게 말했다. 중력파가 우주를 통해 방해받지 않고 움직이기 때문에, 그들은 과학자들에게 우주에 대한 우주론을 투명하게 보여줍니다. Favata는 중력파를 숲의 소리에 비유하여 들었지만 눈에 보이지 않는 나무의 빽빽한 덤불 사이에 존재하는 것에 대한 단서를 제공했습니다. 중력파를 찾는 데 사용되는 악기는 우리가 그 소리를 듣는 데 도움이되는 마이크입니다.

중력파가 우리에게 우주에 대해 정확히 알려줄 수있는 것은 무엇입니까? 은하계의 성단을 더 잘 특성화하는 데 도움이 될 수있는 희망이 있지만 주요 이점은 블랙홀을 더 잘 이해하는 데 도움이된다는 것입니다. 빛, 검은 구멍을 포함하여 그 부근의 모든 것을 포획하는 것은 천체 물리학 자들이 거의 알지 못하는 매우 신비한 현상입니다. 중력파는 마침내 블랙홀이 어떻게 생겼는지, 어떻게 동작하는지, 어떻게 진화하는지 등을보다 완벽하게 파악하는 데 필요한 정보를 제공 할 수 있습니다.

그래서 LISA Pathfinder 임무의 최신 결과가 중요한 이유입니다. 이상적인 시나리오에서, 과학자들은 두 개 이상의 물체를 우주로 발사하여 수십만 또는 수백만 마일 떨어진 상태로 유지하고, 매우 희미한 신호를 감지 할 수있는 물체 사이에서 레이저를 발사함으로써 우주의 중력파를 탐지합니다 중력파처럼.

이와 같은 프로젝트는 엄청난 시간과 자원을 필요로하기 때문에 실제로 실험을 시작하기 전에 먼저 개념을 증명해야합니다. ESA 과학자들은 기본적으로이 개념을 단일 우주선 인 LISA Pathfinder로 축소했습니다. 이 우주선 안에는 2 월에 진공 챔버에 방출 된 2 킬로그램의 금 - 백금 덩어리가 들어 있으며, 3 월 1 일에 가동되는 첫날이 시작됩니다. 그 물체는 중력파가 측정하기에 너무 가깝습니다 그러나 LISA Pathfinder 환경은 과학자들이이 물체가 자신의 움직임이 중력에 의해서만 제어되는 완벽한 자유 낙하를 얻을 수 있는지 여부를 판단 할 수있게합니다. 대규모 관측소는 외부 적 힘이 물체에 과도한 중력 영향을 미치지 않도록 동일한 유형의 유효성 검사가 필요합니다.

LISA Pathfinder는 레이저 간섭계를 사용하여 지구상의 바이러스의 무게에 해당하는 지구 중력 가속도 10 억분의 1 천만 분의 1 이하의 변화를 탐지 할 수있는 두 가지 물체 사이의 상대 가속도를 측정했습니다. 우주선에 의해 측정 된 방해 잡음은 ESA 과학자들이 기대했던 것보다 100 배 더 낮습니다. 진정한 자유 낙하를 측정하는 능력은 우주 공간에서의 대규모 중력파 연구를위한 중요한 이정표이며, 이제 LISA 프로젝트를 중력파 관측소를 건설하고 발사하는 궁극적 인 목표를 향한 더 짧은 길에 올려 놓습니다.

ESA는 대규모 중력파 관측소에 대한 2034 년 출시를 발표했습니다. 레이저는 삼각 형태로 수납 된 3 개의 우주선에서 수백만 마일 떨어진 물체의 변동을 측정합니다.