غبار كوني على ميزان الجاذبية سريع
في صمت تام، يجب أن نسمع سقوط زغبة. لكن هناك من يثير ضجيجًا بكيس بلاستيكي. بالنسبة لمرصد LISA الفضائي، سيكون هذا "الضجيج" هو الجسيمات المشحونة القادمة من الفضاء.
LISA هي ثلاثة أقمار صناعية تقيس بالليزر المسافة بين مكعبات من الذهب والبلاتين تطفو بحرية داخلها. عندما تصل موجة ثقالية، يتمدد الفضاء قليلًا، وتتغير المسافة. لكن الرياح الشمسية والأشعة المجرية تقصف المكعبات. كل جسيم يصطدم بالمكعب يترك عليه شحنة، مثل ذرة غبار على زجاج. تدريجيًا، تتراكم الشحنة، ويبدأ المكعب في الشعور بالمجالات الكهربائية لجدران بيته. تنشأ قوة تدفع المكعب — وقد يُخطئ هذا الدفع على أنه موجة ثقالية.
المشتبه الرئيسي كان الإلكترونات الثانوية منخفضة الطاقة. عندما يصطدم بروتون بالمكعب، يقتلع عدة إلكترونات من سطحه. إذا طارت هذه الإلكترونات إلى الجدران، تزداد شحنة المكعب. لكن إذا عاد جزء منها، يتغير التوازن. لالتقاط هذا التأثير، أجرى الفيزيائيون تجربة على مسرّع الجسيمات. قصفوا نموذجًا لنظام القياس في LISA بالبروتونات، ولأول مرة قاسوا مباشرة كيف تعتمد الشحنة على الجهد الكهربائي للمكعب نفسه. اتضح أنه عند جهد موجب صغير، يشحن المكعب بشكل أضعف — لأن جزءًا من الإلكترونات المقتلعة يعود إلى موطنه.
الآن، سيتمكن المهندسون من حساب أدق لنوع "المناخ الكهربائي" الذي يجب الحفاظ عليه داخل الأقمار الصناعية لتنقية الإشارة من التشويش. وعندها، في صمت الفضاء، سيُسمع تنفس الكون نفسه.
الشحنة التي تتراكم على مكعب الاختبار في LISA خلال شهر، تعادل شحنة لمس مقبض الباب بعد المشي على سجادة — لكن في الفضاء، تخلق هذه الشحنة الصغيرة قوة قادرة على إزاحة المكعب بمقدار أجزاء من الذرة.
في رواية آرثر كلارك "موعد مع راما"، يستكشف الأبطال داخل سفينة فضائية غريبة حيث تطفو جميع الأجسام بحرية — تمامًا كما ستطفو الكتل الاختبارية داخل LISA، لكن حركتها يجب تتبعها بدقة لا يمكن تصورها.