Po pięcioletniej poprawie zaczął działać najpotężniejszy detektor fal grawitacyjnych - wykrywanie najmniejszych oscylacji w czasoprzestrzeni.
Laserowe obserwatorium interferometryczne badające fale grawitacyjne (LIGO) składa się z dwóch oddzielnych obiektów znajdujących się w miastach Waszyngton i Luizjana. Jego celem jest wykrycie przepływu fal grawitacyjnych w czasoprzestrzeni wokół nas. Fale grawitacyjne powstają podczas przyspieszania i zwalniania ruchu obiektów kosmicznych o ogromnej masie, mogą być generowane, jak przewidują naukowcy, takie ekstremalne wydarzenia kosmiczne, jak zderzenia czarnych dziur i błysków supernowych. Propagacja fal grawitacyjnych w przestrzeni, zachowując energię tych zdarzeń, przypomina fale wody płynące wzdłuż powierzchni stawu.
Pojawienie się możliwości wykrycia takich fal otworzy nową erę w astronomii fal grawitacyjnych. Otrzymane sygnały mogą być wykorzystane do badania wewnętrznych procesów wielu najbardziej energetycznych zdarzeń we Wszechświecie.
Pierwszy etap obserwacji LIGO miał miejsce w latach 2002–2010, ale w ciągu tych 8 lat obserwatorium nie znalazło żadnych sygnałów potwierdzających istnienie fal grawitacyjnych. Ulepszenie interferometrów zmniejszy poziom niepożądanego hałasu zakłócającego działanie sprzętu. Pozwoli to zaktualizowanemu obserwatorium na przejście do nowego, dokładniejszego trybu wyszukiwania dla tych nieuchwytnych wibracji grawitacyjnych. W piątek zaktualizowany LIGO rozpoczął badania, z 3 razy większą czułością niż jego poprzednik. Według pracowników obserwatorium nowe i ulepszone detektory będą w stanie wykryć fale grawitacyjne pochodzące z odległości 225 milionów lat świetlnych. W badaniach przeprowadzonych przed modernizacją sprzętu długość przebytej drogi nie przekraczała 65 milionów lat świetlnych. (Dla porównania, zaktualizowany LIGO może wykryć fale grawitacyjne, które emanują z przestrzeni 10 razy większej niż galaktyka Andromedy najbliżej naszej Drogi Mlecznej.) Ta poprawa czułości pozwoli na pokrycie 27-krotnie większej powierzchni w stosunku do poprzednich badań.
Istnienie fal grawitacyjnych jest przewidywane przez ogólną teorię względności Einsteina, a obserwacje pośrednie przekonują astrofizyków, że istnieją i mają określony wpływ. Jednocześnie nie da się złapać ich w kosmosie z bezpośrednią obserwacją. Oznacza to, że oscylacje fal grawitacyjnych są słabsze niż wcześniej sądzono, a do ich wykrycia potrzebne są bardziej czułe urządzenia (na przykład ulepszone LIGO).
Chociaż dotychczasowe poszukiwania były dość skomplikowane, czołowi naukowcy zaangażowani w ten ważny eksperyment mają nadzieję wykryć te fale w czasoprzestrzeni.
Jak Kip Thorn, który jest fizykiem teoretycznym w California Institute of Technology, który był na czele tego eksperymentu badawczego, zauważył w wywiadzie dla BBC World Service, nie ma wątpliwości, że oscylacje grawitacyjne zostaną znalezione. Jeśli nawet zaktualizowane obserwatorium nie znajdzie oznak ich istnienia, będzie to bardzo zaskakujące. David Reiz, dyrektor wykonawczy programu LIGO w California Institute of Technology, twierdzi w swoim komunikacie prasowym, że eksperymentalne próby wykrywania fal grawitacyjnych trwają od ponad 50 lat, ale nie zostały jeszcze odkryte, ponieważ są bardzo rzadkie i mają minimalną amplitudę oscylacji. .
Ale jak małe są? Ponieważ fale grawitacyjne przechodzą przez otaczającą nas przestrzeń, małe oscylacje powstające w przestrzeni oddzielającej obiekty muszą zostać wykryte, a nowoczesne lasery systemu są w stanie określić oscylacje, które stanowią jedną miliardową szerokość atomu. Ale wraz ze wzrostem czułości interferometru może zacząć wykrywać niepożądane sygnały. W rezultacie obserwatorium LIGO zostało zbudowane w postaci dwóch odległych obiektów znajdujących się po przeciwnych stronach Stanów Zjednoczonych. Jeśli jedna stacja wykryje słaby sygnał, a druga nie, mogą to być lokalne wahania spowodowane aktywnością sejsmiczną lub poruszającymi się pojazdami. Gdy sygnał zostanie wykryty przez obie stacje, można założyć, że wykryto falę grawitacyjną.
Teraz, używając nowej technologii, stabilizującej zwierciadła interferometru ulepszonego obserwatorium, usunięto szum wpływający na czułość LIGO, co pozwala detektorowi wykryć znacznie słabsze sygnały. Może to być początek nowej ery astronomii badającej fale grawitacyjne. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki dokładnemu dostrojeniu sprzętu będzie on w stanie wychwycić fale w odległości 10 razy większej niż poprzednia, co pozwoli nam wykryć echa największych zderzeń kosmicznych. Ponadto, jak dodał Reitz, zdolność obserwatorium do widzenia 10 razy więcej pomoże wykryć dużą liczbę fuzji podwójnych gwiazd neutronowych rocznie.
