Grabitazio-uhinen atzeko planoa (GWB): Aurrerapena zuzeneko detekzioan

Grabitazio-uhina 2015ean zuzenean detektatu zen lehen aldiz Einsteinen Erlatibitate Teoria Orokorrak 1916an iragarpenaren mende igaro ondoren. Baina, maiztasun baxuko etengabea. grabitazio-uhinaren atzeko planoa (GWB) osoan presente dagoela uste dena unibertsoa ez da zuzenean antzeman orain arte. Ipar Amerikako Nanohertz Behatokiko ikertzaileek Grabitazio-uhinak (NANOGrav) duela gutxi maiztasun baxuko seinale baten detekzioa jakinarazi dute 'Grabitazio-uhinen atzeko planoa (GWB)' izan daitekeena.   

Einsteinek 1916an proposatutako erlatibitatearen teoria orokorrak iragartzen du gertaera kosmiko nagusiak, hala nola supernoba edo bat-egitea. zulo beltzak ekoiztu beharko luke uhin grabitazionalak bidez hedatzen direnak Universe. Lurraz beteta egon beharko litzateke uhin grabitazionalak norabide guztietatik denbora guztian baina hauek ez dira hautematen, lurrera iristen direnerako oso ahul bihurtzen direlako. Mende bat inguru behar izan zen grabitazio-uhinen detekzio zuzena egiteko 2015ean LIGO-Virgo taldeak detektatzeko arrakasta izan zuenean. uhin grabitazionalak biren bat-egitearen ondorioz sortu zen zulo beltzak Lurretik 1.3 milioi argi-urteko distantziara dago ⁽¹⁾. Horrek esan nahi zuen detektaturiko uhinak duela 1.3 milioi urte inguru gertatutako gertaera kosmikoari buruzko informazioaren eramailea zirela.  

2015ean lehen detektatu zenetik, kopuru on bat grabitazio-uhinak orain arte grabatu dira. Gehienak biren batuketaren ondorioz izan ziren zulo beltzak, gutxi bi neutroi izarren talkaren ondorioz izan ziren ⁽²⁾. Guztiak detektatuta uhin grabitazionalak orain arte episodikoak ziren, bitar bikotearen ondorioz sortutakoak zulo beltzak edo neutroi izarrak espiral eta bata bestearekin bat egiten edo talka egiten dute ⁽³⁾ eta maiztasun handikoak ziren, uhin-luzera laburrekoak (milisegundoko tartean).   

Hala ere, iturri ugari izateko aukera dagoenez uhin grabitazionalak in the unibertsoa horregatik asko uhin grabitazionalak toki guztietatik elkarrekin unibertsoa lurretik etengabe pasatzen ari izan daiteke hondo edo zarata sortuz. Hau etengabea, ausazkoa eta maiztasun baxuko uhin txikikoa izan behar da. Uste denez, zatiren bat Big Bang-etik ere izan daiteke. Deitua grabitazio-wave Background (GWB), hau ez da detektatu orain arte ⁽³⁾.  

Baina aurrerapauso baten atarian egon gaitezke: Ipar Amerikako Nanohertz Behatokiko ikertzaileek. Grabitazio-uhinak (NANOGrav) maiztasun baxuko seinale bat detektatu dutela jakinarazi dute 'Grabitazio-uhinen atzeko planoa (GWB) izan daitekeena. ^(4,5,6).  

LIGO-virgo taldea detektatu ez bezala grabitazio-uhina banakako bikoteetatik zulo beltzak, NANOGrav taldeak iraunkorrak, zarata bezalakoak, "konbinatuak" bilatu ditu grabitazio-uhina denbora-tarte luzean sortu zen ezin konta ahala zulo beltzak in the unibertsoa. Fokua "uhin luzera oso luzea" izan zen grabitazio-uhina "uhin grabitazionalen espektroaren" beste muturrean.

Argia eta beste erradiazio elektromagnetikoak ez bezala, grabitazio-uhinak ezin dira teleskopio batekin zuzenean behatu.  

NANOGrav taldeak aukeratu zuen milisegundo epe luzerako egonkortasunarekin oso azkar biratzen diren pulsarrak (MSP). Pultsu hauetatik datorren argi eredu egonkorra dago, grabitazio-uhinak aldatu beharko lukeena. Ideia zen milisegundoko pultsar ultraegonkorrak (MSP) multzo bat behatzea eta monitorizatzea seinaleak Lurrera iristeko unean korrelaziozko aldaketak ikusteko, horrela "Galaxia-tamainako” grabitazio-uhinen detektagailua gure baitan galaxia. Taldeak pulsar denbora-sorta bat sortu zuen, halako 47 pulsar aztertuz. Areciboko Behatokia eta Green Bank Teleskopioa izan ziren radio neurketak egiteko erabiltzen diren teleskopioak.   

Orain arte lortutako datu multzoak 47 MSP eta 12.5 urte baino gehiagoko behaketak biltzen ditu. Horren arabera, ezin da GWB zuzeneko detekzio erabakigarria frogatu, nahiz eta detektatu diren maiztasun baxuko seinaleek hori asko adierazten duten. Agian, hurrengo urratsa pulsar gehiago sartzea izango litzateke array-an eta denbora luzeagoan aztertzea sentikortasuna hobetzeko.  

Ikasteko unibertsoa, zientzialariak argia, X izpiak, erradiazio elektromagnetikoen menpe zeuden esklusiboki. radio uhina eta abar. Erradiazio elektromagnetikoarekin zerikusirik ez zuenez, 2015ean grabitatorioa detektatzeak aukera leiho berri bat ireki zien zientzialariei zeruko gorputzak aztertzeko eta ulertzeko. unibertsoa batez ere, astronomo elektromagnetikoentzat ikusezinak diren zeruko gertaera horiek. Gainera, erradiazio elektromagnetikoa ez bezala, grabitazio-uhinek ez dute materiarekin elkarreragiten, beraz, ia oztoporik gabe bidaiatzen dute beren jatorriari eta iturriari buruzko informazioa edozein distortsiorik gabe eramanez.⁽³⁾

Grabitazio-uhinen atzeko planoa (GWB) detektatzeak aukera gehiago zabalduko luke. Baliteke Big Bang-etik sortutako olatuak detektatzea eta horrek jatorria ulertzen lagun diezagukeen unibertsoa modu hobe batean.

***

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2101121  

***

References:  

1. Castelvecchi D. eta Witze A.,2016. Einsteinen grabitazio-uhinak aurkitu dira azkenean. Nature News 11ko otsailaren 2016n. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361  

2. Castelvecchi D., 2020. Grabitazio-uhinen 50 gertakariek Unibertsoari buruz erakusten dutena. Nature News 30ko urriaren 2020ean argitaratua. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0  

3. LIGO 2021. Grabitazio-uhinen iturriak eta motak. Sarean eskuragarri https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources 12eko urtarrilaren 2021ean sartu zen. 

4. NANOGrav Collaboration, 2021. NANOGrav-ek maiztasun baxuko uhin grabitatorioen atzealdearen "lehen iradokizunak" aurkitu ditu. Sarean eskuragarri http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html 12eko urtarrilaren 2021an sartu zen 

5. NANOGrav Collaboration 2021. Prentsaurrekoa - Grabitazio-uhinen atzeko planoa bilatzen NANOGrav Datuen 12.5 urtetan. 11eko urtarrilaren 2021. Interneten eskuragarri http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf  

6. Arzoumanian Z., et al 2020. NANOGrav 12.5 urteko datu multzoa: Grabitazio-uhin estokastiko isotropiko baten atzealdea bilatu. The Astrophysical Journal Letters, 905. liburukia, 2. zenbakia. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401  

***