مرصد كاجرا

بالعربي/ منذ عام 2015 ، أحدثت إمكانية اكتشاف موجات الجاذبية ثورة في علم الفلك من خلال إتاحة مراقبة تصادم الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. يوجد حاليًا ثلاثة أجهزة كشف من هذا القبيل في العالم.

أكملت اليابان لتوها بناء مرصد رابع. سيكون كاشف الموجات الثقالية Kamioka (KAGRA) أول أداة تعمل تحت الأرض وفي درجات حرارة منخفضة للغاية.

سيجعل KAGRA من الممكن اكتشاف موجات الجاذبية الأضعف وقياس موقع الكارثة الفيزيائية الفلكية التي تسببها بدقة أكبر. كما ستختبر تقنيات جديدة للجيل القادم من المراصد.

أحدثت موجات الجاذبية – تموجات في الزمكان الناتجة أثناء اندماج الثقوب السوداء ، وتصادم النجوم النيوترونية ، وانفجارات السوبرنوفا ، وغيرها من الكوارث الفيزيائية الفلكية – ثورة في علم الفلك. تنبأت النسبية العامة لأينشتاين واكتشفت لأول مرة في أواخر عام 2015 ، بعد قرن من صياغة الفيزيائي الألماني نظريته ، بدأت هذه الهمسات المراوغة عن الزمكان في الكشف عن تفاصيل عديدة عن النجوم الغريبة التي تولدها. قدمت دراسته أول دليل مباشر على وجود الثقوب السوداء ، وقدمت طريقة جديدة لحساب السرعة التي يتوسع بها الكون وأظهرت أن النجوم النيوترونية هي المصادر الرئيسية للذهب والبلاتين والعناصر الأخرى الثقيلة. الكون وراء – فى الجانب الاخر،

أحدث هذه التحقيقات الآن في مجمع كبير تحت الأرض في وسط اليابان. أكثر من 200 متر تحت جبل إيكينوياما ، في محافظة جيفو ، وبعد ما يقرب من عقد من البناء المستمر ، يقوم فريق دولي من العلماء والمهندسين والفنيين بالانتهاء من كاشف الموجات الثقالية Kamioka (KAGRA). في الوقت الذي ينتقل فيه هذا المقال إلى الصحافة ، من المقرر أن يبدأ المرصد العمل في أواخر عام 2019 ، وفي ذلك الوقت سينضم إلى ثلاثة أجهزة كشف أخرى لموجات الجاذبية موجودة بالفعل في جميع أنحاء العالم: المحطتان التوأم لمرصد موجات الجاذبية بواسطة قياس التداخل بالليزر (LIGO) في الولايات المتحدة الأمريكية ، وجهاز العذراء في إيطاليا. سيعمل كل من موقع KAGRA الياباني وتوجهه بالنسبة إلى LIGO و Virgo على التحقق بشكل مستقل من ملاحظات الأخير وتحسينها. ستصل هذه المجموعة الرباعية من الأدوات معًا إلى آفاق جديدة من الحساسية والدقة. سيكون قادرًا على اكتشاف موجات الجاذبية الأضعف وتحديد إحداثياتها السماوية بحدة غير مسبوقة ، والتي بدورها ستسمح للتلسكوبات التقليدية بالإشارة إلى تلك المناطق من السماء والإضافة إلى الملاحظات. تُظهر الصور المضمنة في هذا المقال بعض الاستعدادات الفنية النهائية قبل أن تبدأ KAGRA في “سماع السماء”. ستصل هذه المجموعة الرباعية من الأدوات إلى آفاق جديدة من الحساسية والدقة. سيكون قادرًا على اكتشاف موجات الجاذبية الأضعف وتحديد إحداثياتها السماوية بحدة غير مسبوقة ، والتي بدورها ستسمح للتلسكوبات التقليدية بالإشارة إلى تلك المناطق من السماء والإضافة إلى الملاحظات. تُظهر الصور المضمنة في هذا المقال بعض الاستعدادات الفنية النهائية قبل أن تبدأ KAGRA في “سماع السماء”. ستصل هذه المجموعة الرباعية من الأدوات إلى آفاق جديدة من الحساسية والدقة. سيكون قادرًا على اكتشاف موجات الجاذبية الأضعف وتحديد إحداثياتها السماوية بحدة غير مسبوقة ، والتي بدورها ستسمح للتلسكوبات التقليدية بالإشارة إلى تلك المناطق من السماء والإضافة إلى الملاحظات. تُظهر الصور المضمنة في هذا المقال بعض الاستعدادات الفنية النهائية قبل أن تبدأ KAGRA في “سماع السماء”.

يعتمد المرصد الياباني على نفس تقنية الكشف المستخدمة من قبل LIGO و Virgo ، وهي طريقة تعرف باسم قياس التداخل بالليزر. في ذلك ، يرتد شعاع الليزر بين مرآتين معلقتين في نهايتي غرفتين مفرغتين على شكل أنبوب. يبلغ طول هذه عدة كيلومترات وتكون متعامدة مع بعضها البعض ، وبالتالي تشكل نوعًا من العملاق L. يتيح الليزر اكتشاف التغيرات في المسافة بين المرايا: عندما تمر موجة الجاذبية ، يتمدد الزمكان وينكمش لفترة وجيزة ، مما يغير طول الكاميرات ومعه الوقت الذي يستغرقه الليزر في التحرك في المسار ذهابا وايابا. هذه الإزاحات قليلة ، أصغر بكثير من قطر البروتون ، لذلك يجب على الجهاز حساب أو قمع بشكل ما النطاق اللامحدود من مصادر الضوضاء ، من الهزات التي تسببها الزلازل والمد والجزر إلى الاهتزازات الصغيرة التي تسببها الطائرات والسيارات القريبة ، أو الحياة البرية المحيطة ، أو حتى اهتزازات ذرات المرآة. إن التمييز بين موجة الجاذبية الحقيقية والإشارات الزائفة التي تسببها كل هذه الظواهر مهمة شاقة. في حالة LIGO و Virgo ، أحدثت هذه التأثيرات العديد من الإنذارات الكاذبة. إن التمييز بين موجة الجاذبية الحقيقية والإشارات الزائفة التي تسببها كل هذه الظواهر مهمة شاقة. في حالة LIGO و Virgo ، أحدثت هذه التأثيرات العديد من الإنذارات الكاذبة. إن التمييز بين موجة الجاذبية الحقيقية والإشارات الزائفة التي تسببها كل هذه الظواهر مهمة شاقة. في حالة LIGO و Virgo ، أحدثت هذه التأثيرات العديد من الإنذارات الكاذبة.

يقع KAGRA تحت جبل ، وسيكون أول مقياس تداخل ليزر كبير يتم بناؤه وتشغيله بالكامل تحت الأرض ، بعيدًا عن نشاز سطح الأرض. وستكون أيضًا أول من يستخدم المرايا المبردة بالتبريد (أسطوانتان بوزن 23 كيلوغرامًا من الكريستال الياقوتي المصقول). سيؤدي ذلك إلى تقليل الاهتزازات الحرارية بشكل كبير ويجب أن يؤدي إلى زيادة الحساسية. بينما تعمل مرايا LIGO و Virgo في درجة حرارة الغرفة ، ستعمل KAGRA عند درجة حرارة متجمدة 20 درجة فوق الصفر المطلق.

يجب أن تسمح هاتان الميزتان لـ KAGRA باكتشاف موجات الجاذبية الأضعف من تلك التي رُصدت حتى الآن بواسطة LIGO و Virgo ، لكن لها أيضًا بعض العيوب. تولد الأنظمة الميكانيكية التي تحافظ على برودة المرايا اهتزازات خاصة بها ، وستصل المياه المفلترة من الثلج والمطر إلى أنفاق المجمع. على الرغم من أن العلماء سيقومون بتركيب أغطية بلاستيكية لحماية المعدات الحساسة ، إلا أن العمليات قد تتوقف خلال الأوقات الأكثر رطوبة من العام. ولكن إذا سار كل شيء وفقًا للخطة ، فلن تقوم KAGRA باكتشافات مهمة فحسب ، بل ستسمح أيضًا بتكنولوجيا جديدة للجيل التالي من أجهزة الكشف عن الموجات الثقالية في جميع أنحاء العالم.

المصدر/ investigacionyciencia.esالمترجم/barabic.com