أجهزة استشعار جديدة تفتح النوافذ على الترددات المنخفضة للموجات الثقالية ⚡ экспресс
تفقد مراصد الموجات الثقالية الأرضية حساسيتها عند ترددات أقل من 20 هرتز بسبب الضوضاء الزلزالية. تم الآن تطوير أنظمة تفريغ فائق للعزل النشط ومستشعرات ليزرية تعمل بترددات من 10 مللي هرتز. تفوق دقتها حساسية مستشعرات LIGO بمئة مرة (أجزاء من البيكومتر) ولا تعتمد على استقطاب الضوء؛ وتتفوق المستشعرات القصورية على أجهزة قياس الزلازل التجارية بخمسة أضعاف. تظهر النمذجة تحسنًا بعشرة أضعاف في الحساسية عند 10 هرتز وزيادة أفق اكتشاف الثقوب السوداء متوسطة الكتلة بثلاثة أمثال. هذه هي التجربة الأولى التي تفتح الطريق أمام كواشف أرضية من الجيل التالي.
كان ألبرت أينشتاين قد تنبأ بـ الموجات الثقالية — اهتزازات نسيج الزمكان نفسه. واليوم تلتقطها منشآت عملاقة مثل LIGO التي أُنشئت بفضل أعمال راينر فايس وكيب ثورن. لكنها جميعًا تعاني من ضعف السمع عند النغمات المنخفضة: فعند ترددات أقل من 20 اهتزازة في الثانية، تطغى اهتزازات الأرض — من أمواج المحيط والقطارات وحتى خطوات البشر — على الإشارة، كما يطغى ضجيج أوركسترا على همسة خافتة.
يكمن الحل في نظامٍ يكتم الاهتزازات تمامًا كما تفعل السماعات النشطة العازلة للضوضاء، حيث يُخمد التشويش حتى تردد 0.01 هرتز (10 ملّي هرتز). ومع مستشعرات حركة أدق بخمس مرات من العادية، يحقق ذلك تحسنًا بعشرة أضعاف عند تردد 10 هرتز. وهكذا نتمكن من سماع النغمات الباسّة للكون — اندماجات ثقوب سوداء متوسطة الكتلة، أثقل بآلاف المرات من الشمس.
هذه القفزة الهائلة لا تضاعف نصف قطر البحث ثلاث مرات فحسب (ما يعادل زيادة في الحجم بنحو 30 ضعفًا)، بل قد تُظهر أيضًا ما إذا كانت الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مراكز المجرات تنمو من مثل هذه «البذور».
🎯 الموجات الثقالية منخفضة التردد هي الرسول الوحيد من الثقوب السوداء التي تتراوح كتلها بين مئات ومئات الآلاف من كتلة الشمس؛ هذه «الحلقة الوسطى الذهبية» كانت مختبئة عن جميع التلسكوبات.
🎬 كما في فيلم «Interstellar»: شعرت الأجهزة باهتزاز الفضاء بفعل الثقوب السوداء البعيدة. أما الآن فنحن نسمع هذا الاهتزاز بوضوح لا يُصدق.