پاورپوینت امواج گرانشی درس امواج و ارتعاشات

به نام خدا ‏No ‏Ima g e درس :امواج و ارتعاشات موضوع ارائه :امواج گرانشی استاد گرامی : تهیه کنندگان : دانشگاه : زمستان 1403 امواج گرانشی تاریخچه امواج تاریخچه گرانشی درک ما از گرانش ،از معادالت نیوتن گرفته تا نسبیت عام انیشتین دچار تغییرات زیادی شده است. ‏No ‏Ima g e می خواهیم ببینیم درک و فهم ما از گرانش در طول قرون چگونه تکامل یافته است! تاریخچه گرانش تاریخچه گرانش گرانش نیوتنی :: 1687گرانش 1687 نیوتنی آیزاک نیوتن”،اصول ریاضی فلسفه طبیعی” را منتشرمی کند که به طورجامع درمورد گرانش صحبت می کند .ستاره شناسان از این کتاب به عنوان جعبه ابزاری برای پیش بینی حرکت سیارات استفاده کردند اما این کار بدون ایراد نبود. به عنوان نمونه می توان از محاسبه مدار سیاره عطارد نام برد. سیارات دارای حرکت تقدیمی هستند،یعنی نزدیک ترین نقطه مدارشان با هر بار چرخش مقداری جابجا می شود که علت آن نیروی کشش سایر سیارات می باشد. ‏No ‏Ima g e مشکلی که در مورد مدار عطارد وجود داشت این بود که مقدار حرکت تقدیمی آن با آنچه نظریه نیوتن پیش بینی کرده بود همخوانی نداشت. این اختالف کوچک بود اما برای ستاره شناسان قابل صرف نظر نبود. سیاره ُوُولکان :: 1859سیاره 1859 لکان ‏No ‏Ima g e برای توجیه رفتار عجیب عطارد Urbain Le Verrier ،وجود سیاره ای دیده نشده به نام ولکان را مطرح کرد که از عطارد به خورشید نزدیک تر بود .او در ادامه بیان کرد که جاذبه ولکان بر روی مدار عطارد تاثیر می گذارد اما پس از چندین بار مشاهده اثری از ولکان یافت نشد. ن به نیوتون و به‌خصوص قانون گرانش او متوجه می‌شود و اینکه اجسام معموال ً وقتی از گرانش صحبت می‌کنیم نخست ذه ‌ یکدیگر را با نیروهایی برابر می‌کشند؛ نیروهایی که آن‌ها را با بردارهایی نشان می‌دهیم. ‏No ‏Ima g e گرانش نیوتونی نظریه ای ایستا است و تغییرات زمانی در آن پیش بینی نشده. پس چنین تعبیر می‌شود که تغییرات در میدان گرانش نیوتونی با سرعت بینهایت و به شکل آنی نشر داده می‌شود. فضا زمان عام وو فضا خاص وو عام نسبیت خاص اینشتین ،نسبیت گرانش اینشتین، :: 1905گرانش 1905 زمان بر مبنای نظریه نسبیت عام ،اجسام نه براساس نیرو ،بلکه بر مبنای تغییری در هندسه عالم به طرف هم کشیده می‌شوند. از این لحاظ می‌توان پیوستار فضا‌ ـ زمان را به تار و پود پارچه‌ای منعطف تشبیه کرد که وقتی جسمی داخل آن قرار می‌گیرد خمیده می‌شود. ‏No ‏Ima g e به دلیل اینکه گرانش اینشتینی مثل نیوتونی خطی نیست. در نیوتونی میدان گرانش مجموعه ای از چند جرم در یک نقطه از فضا ،مجموع میدان های آن است. در گرانش اینشتین خمیدگی فضا عامل گرانش است .خمیدگی کل مجموع خمیدگی هر ذره نیست. (نمونه غیر خطی بودن :پرده کشسان و اضافه کردن جرم) 3چاله سیاه ستاره نوترونی خورشید ماده در خمیدگی فضا-زمان حرکت می‌کند. فیزیکدان آمریکایی جان ویلر می‌گوید“ :ماده به فضا-زمان می‌گوید که چگونه تاب بردارد و خمیدگی فضا-زمان به ماده می‌گوید که چگونه حرکت کند ”.بسته به جرم اجسام مختلف ،شیوه و میزان این خم‌شدگی متفاوت است. ‏No ‏Ima g e امواج گرانشی: چیستی امواج چیستی گرانشی: دستتان را در هوا تکان دهید .شما همین االن امواج گرانشی ایجاد کردید؛ چینی در فضا-زمان انداختید که مثل موج دور می‌شود. ‏No ‏Ima g e اکنون این امواج از کره زمین رفته و از ماه گذشته‌اند .در واقع آنها اکنون در راه مریخ هستند .چهار سال دیگر به نزدیکترین منظومه ستاره‌ای به منظومه شمسی خودمان می‌رسند. تعبیر آنی بودن اثر گرانش نیوتونی با منطق نسبیت خاص و عام که حد باالی سرعت را سرعت نور می داند سازگاری ندارد. آلبرت انشتین در سال ۱۹۱۶با نظریه نسبیت عام به صورت نظری پیش بینی میکند که سرعت انتشار تغییرات گرانش انیشتینی ،همانند موج الکترومغناطیسی سرعت نور است. محاسبات اینشتین نشان می‌داد هر جسم شتابانی در عالم می‌تواند امواج گرانشی ایجاد کند ،ولی این امواج بی‌نهایت ضعیف‌تر از آنند که بتوانند آشکارسازی شوند .فقط اجرام بسیار سنگین و شتابدار (مانند ستاره‌های نوترونی یا سیاهچاله‌های چرخان) می‌توانند فضا-زمان را به گونه‌ای مختل کنند که امواج گرانشی در همه جهات انتشار یابند و چون فرکانس باالیی دارند قابل آشکارسازی باشند .امواج گرانشی وقتی سرعت جرم تغییر می‌کند ،یا “شتاب” می‌گیرد ،تولید می‌شوند و بی‌نهایت ضعیف هستند ،چون خود گرانش خیلی ضعیف است. ‏No ‏Ima g e به همین قیاس می‌توان گفت که فضا-زمان خیلی سفت و محکم است. از نقطه نظر منطق ریاضی ،موج گرانشی تنها برای گرانش ضعیف و در تقریب خطی فرمول بندی شده. برای گرانش قوی و بسیار قوی که غیر خطی بودنشان قابل چشم پوشی نیست ،صورت بندی ریاضی تمیزی وجود ندارد. با همه این این احوال می توان در دور دست (گرانش ضعیف) ،فضا -زمان را متریک مینکوفسکی (فضای تخت) به همراه آشفتگی کوچکی در نظر گرفت. ‏No ‏Ima g e جرم وو پرجرم) ستارگان(کم جرم حیات ستارگان(کم چرخه حیات چرخه پرجرم) :: ‏No ‏Ima g e کم جرم: ستارگان کم ستارگان جرم: ستارگان کم‌جرم شامل گروهی از ستارگان می‌شود که جرم آنها کمتر از 8برابر جرم خورشید است و یک ‏No ‏Ima g e ستاره سرخ یا زرد رشته اصلی محسوب می‌شوند .این دسته از ستارگان 95درصد کل ستاره‌های عالم را شامل می‌شوند. بعد از اینکه ستاره تقریبا تمام هیدروژن خود را سوزاند ،هسته آن شروع به جمع شدن و داغ شدن می‌کند. این انرژی اضافی ایجاد شده به سمت بیرون تابش می‌کند و سبب می‌شود الیه‌های خارجی ستاره از هسته آن دورتر شوند .همزمان که الیه‌های خارجی ستاره گسترده می‌شوند ،سرد شده و در نتیجه رنگشان قرمز و قرمزتر می‌شود و ستاره وارد مرحله «غول سرخ»( )red giantمی‌شود .با سوزاندن آخرین ذره‌های هلیم، الیه‌های خارجی ستاره از آن جدا شده و دوباره در فضای میان ستاره‌ای پخش می‌شوند. پوسته بیرون رانده شده ستاره ،جرمی موسوم به «سحابی سیاره‌نما» ) )Planetary Nebulaرا شکل می‌دهد. ماده موجود در این سحابی‌ها دوباره به محیط میان‌ستاره‌ای محلق می‌شوند تا با پیوستن به دیگر ذرات گاز و غبار موجود ،شکل‌گیری ستاره‌ای دیگر را کلید بزنند. با جدا شدن سحابی سیاره‌نما ،یک هسته لُخت کوچک بسیار داغ از ستاره باقی می‌ماند؛ جرمی که با نام «کوتوله سفید» ) )White Dwarfخوانده می‌شود. کوتوله‌های سفید آخرین مرحله در چرخه عمر ستارگان کم‌جرم محسوب می‌شوند؛ زیرا این ستارگان جرم کافی برای تبدیل شدن به ابرنواختر را ندارند. پر جرم: ستارگان پر ستارگان جرم: این دسته شامل ستاره‌هایی است که بیش از هشت برابر خورشید جرم دارند. ‏No ‏Ima g e هر چند شکل‌گیری و آغاز حیات این دسته از ستارگان تا مرحله سوزاندن هیدروژن مشابه ستارگان کم‌جرم است ،اما در ادامه مسیر زندگی کامال متفاوتی را بر می‌گزینند که باعث می‌شود مرگ آنها خیلی آرام و بی‌صدا رخ ندهد. به دلیل جرم اولیه بیشتر ،نیروی گرانش و در نتیجه فشار رو به داخل در این ستارگان به‌مراتب قدرتمندتر است و در نتیجه ستاره داغ‌تر است. دمای باالتر باعث می‌شود فرآیند همجوشی هسته‌ای سریع‌تر رخ دهد که با تولید فشار رو به خارج بیشتر ،اثر گرانش باالتر این ستارگان را خنثی می‌کند. همانند ستارگان کم‌جرم و با رو به پایان گذاشتن سوخت هیدروژن ،هسته این گروه از ستارگان هم شروع به جمع شدن و داغ شدن می‌کند. در نتیجه با ستاره‌ای با ابعاد بسیار بزرگ موسوم به «ابرغول»( )Supergiantروبه‌رو می‌شویم. زمانی که همجوشی هسته‌ای دیگر قادر به خلق ماده جدید و تولید انرژی نیست و در نتیجه با رسیدن به این مرحله ،گرانش پیروز می‌شود و هسته ستاره در کسری از ثانیه فرو می‌پاشد. طی یک انفجار ،انتشار عظیم انرژی صورت می‌گیرد و غبار و گازهای الیه خارجی ستاره با سرعتی زیاد به میان فضا پرتاب می‌شود .این رخداد خارق‌العاده که یکی از خشن‌ترین و پرانرژی‌ترین رخدادهای عالم است، «ابرنواختر» ( )Supernovaنامیده می‌شود. بر خالف ستارگان کم‌جرم ،ابرنواخترها از خود کوتوله سفید بر جای نمی‌گذارند .از آنجایی‌که هسته باقی‌مانده از این ستارگان جرمی بیشتر از ۱/۴جرم خورشید دارد (مقداری که به «حد چاندراسکار» مشهور است) ،نیروی گرانش هسته می‌تواند بر فشار تبهگنی الکترون غلبه کند(.بنا بر اصل طرد پاولی ،الکترون‌ها به عنوان دو ذره یکسان با اسپین نیم‌صحیح نمی‌توانند وضعیت‌های کوانتومی یکسانی را اشغال کنند-مثال مختصات یکسان -در نتیجه ،وقتی چگالی ماده به طرز غیرمعمولی زیاد می‌شود ،فشاری خلق می‌شود که از متراکم شدن بیشتر ماده ‏No ‏Ima g e جلوگیری کند .این فشار را فشار تبهگنی الکترون می‌گویند) .در این حالت ،دو اتفاق رخ می‌دهد... 1 اگر جرم هسته بین ۱/۴تا 3برابر جرم خورشید باشد (که از ستاره اولیه‌ای با جرم 8تا 40برابر جرم خورشید بر جای می‌ماند) ،هسته نمی‌تواند در برابر گرانش مقاومت کند و با کوبیده شدن الکترون‌ها به پروتون‌ها ،تنها نوترون برجای می‌ماند. ‏No ‏Ima g e نتیجه کار «ستاره‌ای نوترونی» بسیار چگالی است که تمام جرم آن در کره‌ای به قطر کمتر از 20کیلومتر متراکم شده است. 2 اما اگر جرم هسته بیشتر از 3برابر جرم خورشید باشد ،گرانش حتی قادر است بر فشار تبهگنی نوترون‌ها غلبه کند. در نتیجه تمام جرم ستاره در نقطه‌ای واحد با چگالی بینهایت متمرکز می‌شود؛ نوعی تکینگی که آن را با نام «سیاه‌چاله» می‌شناسیم. سیاه‌چاله‌ها در واقع آخرین مرحله زندگی پرجرم‌ترین ستارگان عالم هستند. آن چیزی که در شبیه سازی ها از سیاهچاله دیده می شود در واقع همان قرص برافزایشی دور افق رویداد آن است که همان مواد مرئی است که می خواهد ببلعد. به علت گرانش زیاد حتی نور این قرص را خم می کند و سیاهچاله به این شکل دیده می شود. No Ima g e در یک سیستم دوتایی سیاهچاله‌ها ،دو سیاهچاله تحت تاثیر گرانش یکدیگر حول یک مرکز جرم می‌گردند. تحول این سیستم‌های دوتایی دارای سه مرحله‌ی inspiral،mergerو ringdownاست. ‏No ‏Ima g e در مرحله‌ی اول فاصله‌ی دو سیاهچاله از یکدیگر بسیار بیشتر از شعاعشان است. کم‌کم بر اثر تابش امواج گرانشی شعاع حرکت مداری دو سیاهچاله کاهش می‌یابد تا اینکه در مرحله‌ی mergerدو سیاهچاله با هم ادغام می‌شوند و یک جسم واحد را تشکیل می‌دهند. در این مرحله رفتار سیستم کامال نسبیتی است و حل معادله‌ی حرکت این سیستم جز از طریق روش‌های تقریبی امکان‌پذیر نیست. این سیستم نسبیتی سیر تحول خود را تا تبدیل‌شدن به یک سیاهچاله ادامه می‌دهد تا در نهایت به یک حالت پایدار برسد و در این مرحله امواجی تحت عنوان ringdownاز خود ساطع می‌کند. آشکارسازهای امواج گرانشی بسته به میزان حساسیتشان می توانند امواج ساطع‌شده در مراحل مختلف تحول این سیستم‌ها را دریافت کنند. No Ima g e سیاهچاله ها 3د سیاهچاله 3د از وج ناشی از مدرک ناشی اولین مدرک ::1960اولین دهه 1960 دهه ها وجوو ‏No ‏Ima g e دهه 1960آغاز تولد دوباره نظریه نسبیت عام بود و کشف کهکشان هایی که تحت تاثیر نیروی کشش شدید سیاهچاله هایی که در مرکز آن ها قرار داشت در این دوران به وقوع پیوست. امروزه مدارکی مبنی بر وجود سیاهچاله های بسیار بزرگ در قلب تمامی کهکشان های بزرگ و همچنین سیاهچاله های کوچکتر که در بین ستاره ها می گردند ،در دست می باشد. امواج گرانشی دروغین امواج کشف دروغین :: 1969کشف 1969 گرانشی فیزیکدان آمریکایی Joseph Weber ،مدعی شد که اولین بار امواج گرانشی را به صورت آزمایشگاهی کشف کرده است. ‏No ‏Ima g e نتایج آزمایش های او هیچ گاه تکرار نشد. امواج گرانشی وجود امواج برای وجود غیرمستقیم برای مدارکی غیرمستقیم :: 1974مدارکی 1974 گرانشی تـــپخـتر دوـتایـی اـ تـــپخـتر( )pulsarجـدید را کــشفمـیکــنند: Joseph Taylorو Russell Hulseنــوعی اـ اندازه گیری مقدار افت مداری این “تپ اخترها” نشان داد که آن ها درست به همان اندازه که نسبیت عام پیش بینی کرده بود انرژی از دست می دهند .این دو دانشمند به خاطر این کشف جایزه نوبل فیزیک سال 93را دریافت کردند. گرانشی کهکشانی همگرایی گرانشی مشاهده همگرایی اولین مشاهده :: 1979اولین 1979 کهکشانی ‏No ‏Ima g e اولین همگرایی گرانشی کهکشانی وقتی کشف شد که Dennis Walsh, Bob Carswellو Ray Weymannدو اختروش مشابه هم را مشاهده کردند اما مشخص شد که در واقع این تصویر یک اختروش بوده که به صورت دو تصویر مجزا در آمده بود. از دهه 1980به بعد ،از همگرایی گرانشی به عنوان ابزاری قدرتمند برای بررسی نحوه توزیع جرم در کیهان استفاده می شود. تداخل سنجی: گرانشی وو تداخل امواج گرانشی آشکارسازی امواج آشکارسازی سنجی: روش کار مبتنی بر تداخل‌سنجی و استفاده از تداخل‌سنج به‌عنوان ابزار آن است. تداخل‌سنج شامل دو آینه است که در رأس دو بازوی عمود بر هم قرار دارند .نوری همدوس (عموما ً لیزر) از چشمه‌ای به سمت آینه‌ای ‏No ‏Ima g e نیم‌اندود که به آن شکافنده باریکه نیز گفته می‌شود گسیل می‌شود. شکافنده باریکه ،نیمی از نور فرودی را عبور می‌دهد و نیمی دیگر را باز می‌تاباند .بنابراین در محل شکافنده ،نور به دو موج تقسیم می‌شود که یکی با عبور از شکافنده به طرف یکی از آینه‌ها ،و دیگری با بازتاب از شکافنده به طرف آینه دیگر پیش می‌رود .این موج‌ها از آینه‌ها کامال ً باز می‌تابند و در امتداد جهت‌های فرودی خود بازمی‌گردند و سرانجام وارد یک آشکارساز می‌شود. اگر طول دو بازوی تداخل‌سنج متفاوت باشد ،به دلیل اختالف طول مسیر (اختالف راه) دو موج ،اختالف فازی بین آن‌ها پیش می‌آید و اصطالحا ً نقشی تداخلی حاصل می‌شود و در غیر این صورت ،آشکارساز چیزی را آشکار نمی‌کند .برای آشکارسازی امواج گرانشی ،طول بازوی تداخل‌سنج‌ها را ثابت نگه می‌دارند تا در صورت وجود امواج گرانشی ،آن‌ها با متأثر ساختن فضا‌ـ زمان و در نتیجه طول بازوها موجب ایجاد نقشی تداخلی در آشکارساز شوند .درواقع ،امواج گرانشی همچون امواجی که در یک فنر اسلینکی موجب ایجاد ناحیه‌های کشیدگی و ‏No ‏Ima g e فشردگی در این فنر طویل می‌شوند .موجب کشیدگی‌ها و فشردگی‌های متناظری در پیوستار فضا‌ ـ زمان می‌گردند. گرانشی LIGO امواج گرانشی آشکارساز امواج آشکارساز ‏LIGO گرچه تاریخچه‌ی ساختن آشکارسازهای تابش‌ امواج گرانشی به پیش از ۵۰سال قبل باز می‌گردد اما هیچ یک از آن‌ها در آشکارسازی این امواج موفق نبوده‌اند .نسل جدیدتر آشکارسازهای امواج گرانشی که از دهه‌ی ۱۹۹۰میالدی ساخت آن‌ها آغاز شد ،آشکارسازهای تداخل‌سنج ‏No ‏Ima g e لیزری هستند که خود شامل آشکارسازهای زمینی و فضایی هستند .از معروف‌ترین آشکارسازها در سطح زمین می‌توان الیگو (LIGO: ‏Laser Interferometer ( Gravitational-Wave Observatoryدر آمریکا و ویرگو ( ) )VIRGOدر ایتالیا را نام برد. ایده‌ی ساخت الیگو در سال ۱۹۹۲توسط کیپ تورن ،اخترشناس برجسته‌ی دانشگاه کلتک و رِینر وایس از دانشگاه ام.آی.تی ارائه شد و مراحل ساخت آن با همکاری بیش از ۸۰موسسه‌ی مطالعاتی از سراسر جهان صورت گرفت .به دلیل وجود نویز فراوان در سطح زمین، الیگو از دو مرکز آشکارساز در جنوب شرقی آمریکا (هانفورد -ایالت لوییزیانا) و شمال غربی آمریکا (لینگستون -ایالت واشنگتن) با فاصله 3030کیلومتری از هم تشکیل شده است. No Ima g e در صورت رصد موج گرانشی توسط یکی از این دو مرکز ،مرکز دیگر نیز باید این آشکارسازی را با اختالف زمانی بسیار ناچیزی تایید کند .این آشکارسازها که درواقع تداخل‌سنج‌های مایکلسون هستند از دو بازو با طول یکسان ۴کیلومتر ،یک چشمه‌ی تابش‌کننده‌ی لیزر و یک آشکارساز نور تشکیل شده‌اند که فرانژ ( فریزهای تاریک و روشن) تشکیل می دهند .اگر موج گرانشی از تداخل سنج بگذرد طول بازوهای تداخل سنج کم و زیاد شده و ترتیب فریزها به هم می ریزد و موج آشکار می شود. ‏No ‏Ima g e در این دو رصدخانه در دو تونل ،دو لوله خالء به قطر ۱.۲متر ،عمود بر هم وجود دارد؛ خال این لوله‌ها حتی از فضا هم خالی‌تر است. در انتهای هر تونل ،نور به یک آینه ۴۲کیلوگرمی برخورد می‌کند ،آینه‌ها از فیبرهای نوری آویزانند که قطر آنها دو برابر موی انسان است. ‏No ‏Ima g e آینه‌ها آنقدر بی‌نقصند که ۹۹.۹۹۹درصد نور را برمی‌گردانند. تکان جزئی این آینه‌های معلق است که از عبور موج گرانشی خبر می دهد. از چشمه‌ی تابش‌کننده‌ی لیزر ،نوری به هر دو آینه می‌تابد و این دو پرتو پس از انعکاس از دو آینه با هم تداخل می‌کنند. در شرایطی که عاملی برای ایجاد اختالل در مسیر این پرتوهای لیزر نباشد این دو پرتو پس از بازتاب از آینه‌ها تداخل ویرانگر خواهند داشت و اثر یکدیگر را خنثی خواهند کرد و در نتیجه آشکارساز ،نوری دریافت نمی‌کند. اما در شرایطی که امواج گرانشی سببب ایجاد اختالل در فضا-زمان اطراف تداخل‌سنج شوند طول این بازوها تغییر می‌کنند (یکی فشرده و دیگری کشیده می‌شود) ،زیاد و کم شدن طول بازوها باعث به وجود آمدن اختالف در مسیر طی‌شده‌ی دو پرتو لیزر می‌شود .این‌بار به علت آنکه دو پرتوی لیزر مسیر یکسانی را طی نکرده‌اند ،آشکارساز پرتو نوری تداخلی آن‌ها را اندازه گیری می‌کند. با وجود اینکه ادغام سیاهچاله‌ها از جمله رویدادهای کیهانی است که شدیدترین امواج گرانشی را تولید می‌کنند ،اما هنوز زمانی که این امواج به زمین می‌رسند شدت آن‌ها آنقدر کاهش یافته است که تغییر طولی که روی زمین ایجاد می‌کنند بسیار ناچیز است. این تغییر طول به نسبت طول اولیه را کرنش می‌نامند ،که در حدود ۱۰به توان -۲۱است. (به این معنا که بازوی چهار کیلومتری رصدخانه‌ی الیگو به اندازه‌ی ۱۰به توان - ۲۱برابر طولش فشرده یا کشیده میشود). No Ima g e تداخل سنج های الیگو در 14سپتامبر 2015توانستند امواج گرانشی آشکار کنند .جفت سیاهچاله آشکاری در فاصله 1.3میلیارد سال نوری و جرم های ۳۶و ۳۹برابر جرم خورشید بودند .در فرآیند برخورد ،انرژی به اندازه ۳برابر جرم خورشید در کسری از ثانیه به موج گرانشی تبدیل شد .آشکارساز لینوگستون موج را ۷میلی ثانیه زودتر از هانفورد دریافت کرد .همچنین فرکانس رسیده 40هرتز بوده در نتیجه در نیمکره جنوبی آسمان بوده است. ‏No ‏Ima g e جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۷به راینر وایس(] ) Rainer Weissدر عکس سمت راست پایین] ،بری باریش ]))Barry Barishدر عکس سمت چپ] و کیپ تورن ))Kip Thorneبرای کار بر روی آشکارساز لیگو ) )LIGOو مشاهده‌ی امواج گرانشی برای اولین بار رسید. ‏No ‏Ima g e No ‏Ima g e لیگو ،یک پروژه‌ی مشترک با همکاری هزار دانشمند از بیست کشور دنیاست .راینر وایس ،بری باریش و کیپ تورن که برنده‌ی جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۷شدند ،پیشگامان این پروژه بودند .راینر وایس در اواسط دهه ، ۱۹۷۰منابع ممکن نویز تابش زمینه کیهانی که اندازه‌گیری‌ها را مختل می‌کنند، تجزیه تحلیل کرده و همچنین آشکارسازی (تداخل‌سنجی مبتنی بر لیزر) را طراحی کرده بود که می‌توانست بر این نویز غلبه کند. تاریخچه الیگو تاریخچه الیگو می کند دریافت می بودجه دریافت LIGOبودجه ‏LIGO :: 1979 1979 کند ‏No ‏Ima g e موسسه ملی علوم آمریکا بودجه ساخت رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری (Laser Interferometer Gravitational- )Wave Observatoryرا تصویب می کند. امواج گرانشی برای امواج دیگری برای اشتباه دیگری تشخیص اشتباه :: 1987تشخیص 1987 گرانشی یک اخطار اشتباه دیگر برای تشخیص مستقیم امواج گرانشی بازهم توسط Joseph Weberاعالم شد که ادعا می کرد به وسیله آزمایش های کاوندیش سیگنالی از سوپرنوا SN 1987Aبه دست آورده است .در این آزمایش میله های بزرگ آلومینیومی به گونه ای طراحی شده بود که به هنگام عبور یک موج گرانشی از آن ،بلرزد. می شود آغاز می LIGOآغاز ساخت LIGO :: 1994ساخت 1994 شود این کار مدت بسیار زیادی طول کشید اما سرانجام کار ساخت LIGOدر واشنگتن و لوییزیانا آغاز شد. در آگوست سال LIGO ، 2002شروع به جستجو برای یافتن مدارکی به منظور اثبات وجود امواج گرانشی می کند. Frame Dragging برای Dragging کاوشگری برای :: 2004کاوشگری 2004 ‏Frame ‏No ‏Ima g e ناسا کاوشگر Gravity Probe Bرا به منظور اندازه گیری مقدار خمیده شدن فضا-زمان در اطراف زمین به فضا پرتاب می کند .این کاوشگر دارای ژیروسکوپ هایی بود که به علت وجود فضا-زمان در اطرافشان با گذر زمان مقدار کمی می چرخیدند.این چرخش در اطراف اجسامی که فضا–زمان را با خود می کشند بسیار بیشتراست. ژیروسکوپ های موجود در کاوشگر ،به مقداری که با نظریه نسبیت عام انیشتین سازگار بود،چرخش داشتند. می رسد پایان می به پایان LIGOبه جستجوی LIGO :: 2005جستجوی 2005 رسد بعد از 5جستجو ،فاز اول LIGOبدون کشف وجود امواج گرانشی به پایان می رسد .در این مرحله ،بر روی سنسور ها تغییراتی اعمال می شود تا حساسیت بیشتری داشته باشند که به آن LIGOبهبود یافته نیز گفته می شود. 2009 :: 2009 نسخه بهبود یافته LIGOجستجوی جدید خود به دنبال امواج گرانشی را آغاز می کند. ‏No ‏Ima g e می رسد. پایان می به پایان یافته به بهبود یافته LIGOبهبود ماموریت LIGO :: 2010ماموریت 2010 رسد. LIGOبـــهبود یــافـته نــمیتـــواـند اـثریاز اـمواـج گــراـنـشیبـــیابد و ســاخـتنــسخه بـــسیار کــامـلتـــریبـــه نــام LIGOپـــیشرفـته آـغاز مـیشــود. می رسد. پایان می به پایان پیشرفته به LIGOپیشرفته ارتقا LIGO :: 2014ارتقا 2014 رسد. نصب و امتحان LIGOپیشرفته جدید به پایان می رسد و تقریبا آماده شروع جستجویی جدید است. امواج گرانشی برای امواج 3برای شماره 3 اشتباه شماره تشخیص اشتباه :: 2015تشخیص 2015 گرانشی اثر غیر مستقیم امواج گرانشی در زمان های اولیه ایجاد کیهان ،توسط آزمایش BICEP2که به بررسی تابش زمینه کیهانی می پرداخت تشخیص داده شد اما مشخص شد این اثراث ناشی از غبار موجود در کهکشان خودمان بوده است. می شود داده می ارتقا داده دیگر ارتقا بار دیگر LIGOبار ‏LIGO :: 2015 2015 شود LIGOپـــیشرفـته مـامورـیـتجـدیدیبـــراـییــافـتناـمواـج گــراـنـشیآـغاز مـیکــند کــه در آـنحـساسـیتســنسور ها حـدود ـتدر مـاه ســپتامـبر LIGO ،ســیگناـلیرا تـــشخیصمـیدـهدکـه بـــه نــظر مـیآـید نــاشـی چـهـار بـــراـبر LIGOاوـلـیه اـس . ‏No ‏Ima g e از بـــرخورد دو ســیاهچاـله بـــا هـم بـــاشد. می شود تایید می گرانشی تایید امواج گرانشی کشف امواج :: 2016کشف 2016 شود پس از چندین مرحله بررسی دوباره ،تیم LIGOاعالم می کند که امواج گرانشی را کشف کرده است. پروژه لیزا پروژه لیزا :: در حال حاضر ایده‌ی نسل آینده‌ی آشکارسازهای تداخل‌سنج ،یعنی آشکارسازهای فضایی وجود دارد و کشورهای مختلفی راجع به ساخت آن‌ها فکر می‌کنند. ‏No ‏Ima g e برای مثال به ایده‌ی ساخت آشکارساز لیزا (LISA: Laser )Interferometer Space Antennaکه برای ارسال به فضا در سال 2034برنامه ریزی شده است. ایده‌ی لیزا شامل سه پایگاه فضایی است که رئوس یک مثلث متساوی‌االضالع با طول ضلع ۵میلیون کیلومتر را تشکیل می‌دهند. چنین آشکارسازی در محیط دور از نویزهای واقع در سطح زمین، می‌تواند امواجی با فرکانس ۰.۰۳میلی‌هرتز تا ۰.۱هرتز را آشکار کند. آشکارسازهایی شبیه ایده‌ی پروژه‌ی لیزا قادر خواهند بود گستره‌ی وسیعی از تابش‌های گرانشی ،هم‌چون امواج گرانشی ناشی از سیستم‌های نوترونی دوتایی را که حدود ۸میلیارد سال قبل می‌زیستند یا امواج ناشی از ادغام سیاهچاله‌های ابرپرجرم را که در حدود ۱۳میلیارد سال قبل در جهان وجود داشتند ،آشکار کند. نتیجه گیری نتیجه گیری :: امواج گرانشی این قابلیت را دارند که ما را به نظریه گرانشی بهتر و عمیق‌تری رهنمون کنند .ما می‌دانیم که نظریه اینشتین در تکینگی مرکز سیاهچاله و در مبدا زمان – بیگ بنگ -که چگالی بی‌نهایت است دیگر جواب نمی‌دهد .و مقایر با اصول کوانتمی مثل اصل طرد پاولی نیز هست. ‏No ‏Ima g e امواج گرانشی همچنین این قابلیت را دارند که رفتار ماده ابرچگال را در داخل ستاره نوترونی برای ما فاش کنند و درباره ساختار درونی سیاهچاله ها به ما اطالعاتی را بدهند. احتماال بتوان با امواج گرانشی قبل از تابش پس زمینه‌ی کیهانی ( - CMBقدیمی ترین فوتون های کیهان) را مشاهده کرد و پرده از اسرار انفجار بزرگ و شکل گیری جهان به نحوی که می‌بینیم برداشت .امواج گرانشی انگار یک “حس” به حواس ما اضافه می‌کند. به طور قیاس دیدن همچین سوژه هایی با امواج الکترومغناطیس و امواج گرانشی مانند دیدن ظاهر بیرونی یک انار و قاچ کردن آن است. No ‏Ima g e منابع: ک/2017 /https://www.deeplook.irجـایزه-نــوبـل-فــیزیـ - و-/https://www.roshdmag.ir/fa/article/24904درـبارـه-اـمواـج-گــراـنـشی الــیـگو ـشی /https://blog.faradars.orgاـمواـج-گــراـن / ـشی /https://bigbangpage.com/physicsهمه-چـیز-در-مـورد-اـمواـج-گــراـن / ـگان ســتار //https://blog.faradars.orgچـرخـه-حـیات /https://staryab.com/2016/02/15/gravitational_waves فصل موج گرانشی از کتاب «نسبیت خاص و عام» – یوسف ثبوتی No ‏Ima g e با تشکر از توجه و همراهی شما✨