Yn ddiweddar, mae Asiantaeth Ofod Ewrop (ESA) wedi cymeradwyo’n swyddogol y prosiect arbrofol cyntaf i fesur tonnau disgyrchiant yn y gofod. Bydd y prosiect, a elwir yn Laser Interferometric Space Antenna (LISA), yn canfod y crychdonnau enfawr mewn gofod-amser a ysgogwyd gan ddigwyddiadau cosmig fel uno tyllau duon anferthol trwy ddadansoddi union amseriad lledaeniad pelydr laser dros 2.5 miliwn cilomedr o fewn. cysawd yr haul.
Cyhoeddodd Asiantaeth Ofod Ewrop ar Ionawr 25 y bydd y gwaith o adeiladu'r daith gwerth biliynau ewro yn dechrau yn 2025, gyda lansiad yn 2035 wedi'i gynllunio. "Mae'r genhadaeth yn hynod arloesol a bydd yn agor ffenestr ar ffynonellau tonnau disgyrchiant y gall LISA yn unig eu canfod," meddai Valeriya Korol, astroffisegydd yn Sefydliad Max Planck ar gyfer Astroffiseg yn Garsing, yr Almaen, sy'n aelod o gydweithrediad LISA. tîm.
Yr hyn sy'n gwneud LISA yn unigryw o'i gymharu â synwyryddion ar y ddaear yw ei allu i ganfod tonnau disgyrchiant ar amleddau is, sy'n golygu y gall daflu goleuni ar ffenomenau cosmig llawer mwy a phellach, fel tyllau du yn cylchdroi ei gilydd, sy'n llawer mwy eu cwmpas. a phellter na'r rhai a ganfuwyd gyntaf gan Arsyllfa Tonnau Disgyrchol Ymyriadol Laser (LIGO) ar y ddaear yn 2015.
Mae prosiect LISA wedi bod yn hir yn cael ei wneud, yn cofio Karsten Danzmann, cyfarwyddwr Sefydliad Max Planck ar gyfer Ffiseg Ddisgyrchol yn Hannover, yr Almaen, a phennaeth consortiwm LISA, a ysgrifennodd y cynnig ar gyfer LISA 31 mlynedd yn ôl yn wreiddiol. Nod yr arbrawf yw canfod tonnau disgyrchiant trwy fesur y pellter (i'r triliwnfed metr agosaf) y mae laser yn teithio rhwng dau bwynt màs miliynau o gilometrau i ffwrdd, gyda'r fath drachywiredd fel na all bron dim byd heblaw amser gofod ei hun effeithio ar fudiant y pwyntiau torfol.Mae Karsten Danzmann yn hyderus y bydd y prosiect yn dwyn ffrwyth, gan nodi "Ar y dechrau roedd pobl yn meddwl bod y syniad yn chwerthinllyd, ond dywedais wrthynt am fod yn amyneddgar."
Triongl Aur Cenhadaeth LISA:Canfod tonnau disgyrchiant yn y gofod
Bydd rhaglen LISA yn cynnwys tair llong ofod wedi'u ffurfweddu'n unffurf a fydd yn cylchdroi'r Haul mewn ffurfiant triongl hafalochrog (Ffigur 1). Y tu mewn i bob llong ofod mae ciwb arnofio 4.6 cm o hyd wedi'i wneud o aur a phlatinwm. Trwy ddefnyddio laserau i fesur yn gywir y pellteroedd cymharol rhwng y ciwbiau hyn, mae LISA yn gallu canfod amrywiadau gofodol ac amserol cynnil a achosir gan donnau disgyrchiant yn dra manwl gywir (i drefn picomedrau, neu biliynfed o filimedr). Mae newidiadau o'r fath yn cael eu cynhyrchu gan symudiad cyflym gwrthrychau enfawr. Mae'r mesuriadau manwl hyn yn caniatáu i LISA nodi ffynhonnell tonnau disgyrchiant, dyfais y mae Valeriya Korol yn ei disgrifio fel "offeryn ffuglen wyddonol".
Ffigur 1 Diagram cysyniadol o long ofod cenhadol LISA. Bydd 3 lloeren yn ffurfio triongl mewn orbit o amgylch yr Haul.
Mae Karsten Danzmann yn nodi, er gwaethaf yr heriau o wneud mesuriadau manwl uchel ar bellteroedd o'r fath, bod amgylchedd y gofod yn llawer mwy ffafriol i arbrofion o'r fath na'r ddaear. Mae absenoldeb dirgryniadau, aflonyddwch atmosfferig ac osgiliadau eraill yn y gofod yn darparu gwactod bron yn berffaith ar gyfer arbrofion. Fodd bynnag, mae cymhlethdod y dechnoleg yn ei gwneud yn ofynnol i'r offer fod yn hynod ddibynadwy, gan na ellir ei atgyweirio ar y safle ar ôl ei lansio.
Mae prosiect LISA wedi'i gynllunio i ganfod tonnau disgyrchiant ar donfeddi rhwng 300,000 cilomedr a 3 biliwn cilometr, ystod sy'n llenwi'r bwlch rhwng galluoedd canfod Arsyllfa Tonnau Disgyrchiant Ymyriadol Ymyrrol Laser (LIGO) ar y ddaear a'r Arae Amseru Pulsar. Gall ganfod tonnau disgyrchiant ar donfeddi hirach o gymharu â LIGO ac ar donfeddi cymharol fyrrach o'i gymharu â Arae Amseru Pulsar. Ar hyn o bryd, mae Arae Amseru Pulsar yn cynnal ymchwil i arsylwi ac astudio tonnau disgyrchiant ledled yr alaeth trwy ddefnyddio rhai sêr fel "beacons", sy'n allyrru signalau cyfnodol sy'n helpu gwyddonwyr i ganfod tonfeddi hirach o donnau disgyrchiant.
Rhagolygon ar gyfer LISA a'r Cydweithrediad Byd-eang ar Ganfod Tonnau Disgyrchol
Mae Karsten Danzmann yn nodi bod gwahanol arbrofion yn arsylwi eu ffenomenau unigryw eu hunain ac yn darparu data cyflenwol, yn union fel y mae telesgopau radio a dyfeisiau golau gweladwy yn ei wneud. Diolch i'w maint pur, bydd LISA yn gallu canfod tonnau disgyrchiant o gyfuniadau tyllau du anferthol, yn ogystal â signalau a allyrrir yn gynharach yn y cyfnod gwrthdrawiad a ganfuwyd gan LIGO.LISA disgwylir hefyd i ddatgelu digwyddiadau cosmig na welwyd erioed o'r blaen, megis gwrthdrawiadau corrach gwyn y tu hwnt i faint tyllau du ac uno tyllau du deuaidd o fàs anghyfartal.
Mae seryddwyr yn disgwyl i'r arbrawf ganfod sŵn cefndir tonnau disgyrchol a gynhyrchir yn y bydysawd cynnar, a ragwelir gan theori, ac o bosibl dal signalau a allyrrir gan y tyllau du cynharaf, dywedodd Valeriya Korol.LISA Disgwylir i helpu gwyddonwyr i ddeall yn fwy cywir sut mae cyfradd y mae ehangiad y bydysawd wedi newid trwy fesur y pellteroedd i ffynonellau'r tonnau disgyrchiant y mae'n eu canfod.
Mae Tsieina hefyd yn bwriadu lansio ei synwyryddion tonnau disgyrchiant gofod ei hun yn y 2030au, y cyfeirir atynt fel y Gofod Canfod Tonnau Disgyrchol "Rhaglen Taiji" a'r "Rhaglen Tianqin". Mae rhaglen canfod tonnau disgyrchiant gofod Tsieina wedi cael ei gynorthwyo gan ddatblygiad prosiect LISA, sy'n gwella'r posibilrwydd o'i weithredu. Gelwir rhaglen "Rhaglen Tianqin" yn rhaglen Tsieineaidd, ac yn wahanol i raglen LISA Ewropeaidd, ei nod yw adeiladu arsyllfa tonnau disgyrchiant yn y gofod tua 2035 trwy ddefnyddio tair lloeren gydamserol mewn orbitau geocentrig ar uchder o tua 100,000 cilomedr, sef cytser trionglog hafalochrog gyda hyd ochr o tua 170,000 cilomedr "Tianqin", er mwyn canfod gofod o donnau disgyrchiant. Mae'r "Cynllun Taiji" yn y bôn yr un fath â chynllun LISA Ewropeaidd, yn yr orbit heliocentrig tua 50 miliwn cilomedr i ffwrdd o'r Ddaear, gan lansio tair lloeren debyg, yr orbit ffurfio tair seren gyda'r haul fel y ganolfan, y dyluniad o hyd braich sy'n ymyrryd, hynny yw, y gofod lloeren o 3 miliwn cilomedr. Tianqin, LISA, Taiji tri chynllun, y cyntaf yw rhaglen orbit geocentric, mae'r ddau olaf yn rhaglen orbit heliocentric, mae angen yr un dechnoleg graidd, hefyd yn cael eu hanawsterau technegol gwahanol eu hunain, ond mae gan y gofod synhwyro tonnau disgyrchol gyflenwol. Mae cymeradwyo rhaglen LISA gan ESA yn garreg filltir bwysig yn y gymuned wyddonol.
