أخيرًا ، هناك دليل على موجات الجاذبية منخفضة التردد
كان فريق NANOGrav قادرًا بشكل أساسي على تحويل مجرة درب التبانة إلى كاشف عملاق لموجات الجاذبية عن طريق قياس الإشارات من هذه النجوم النابضة لتحديد متى تدفعها الموجة. يؤدي تصادم الثقوب السوداء الهائلة – أو بعض العمليات الأخرى شديدة النشاط – إلى توليد موجات جاذبية تضغط بشكل طفيف على الزمكان وتمدده ، مما يؤدي إلى تعديل الفترات الفاصلة بين ومضات النجوم النابضة. قام باحثو NANOGrav بقياس تلك التغييرات الطفيفة بين 68 نجمًا نابضًا ، ثم ربطوها ، ووجدوا نمطًا من المحتمل أن يكون علامة على موجات الجاذبية منخفضة التردد. فعلت الفرق المتعاونة الأخرى نفس الشيء مع مجموعات منفصلة من النجوم النابضة. \
استغرق الأمر أكثر من عقد من جمع البيانات وتحليلها للفرق لتقليل عدم اليقين في القياس والتأكد من أنهم رصدوا علامة حقيقية لموجات الجاذبية ، بدلاً من بعض الظواهر الكونية الأخرى أو مجرد ضوضاء. أجرى فريق NANOGrav ، الذي يضم ما يقرب من 200 شخص ، تحليلًا إحصائيًا ووجدوا أقل من واحد في الألف من الاحتمالات بأن الإشارة التي لاحظوها يمكن أن تحدث بالصدفة. وجدت أشكال التعاون الأخرى مستويات مماثلة من الأهمية الإحصائية.
في حين أن هذه من المحتمل جدًا أن تكون علامات على موجات جاذبية حقيقية من الثقوب السوداء الضخمة ، فإن الفرق مترددة في استخدام كلمة “اكتشاف” لوصف النتائج التي توصلوا إليها. قبل تسع سنوات ، ادعى تعاون BICEP2 ومقره الولايات المتحدة ، باستخدام تلسكوب في القطب الجنوبي ، أنه اكتشف موجات الجاذبية البدائية القادمة من الانفجار العظيم ، فقط ليكتشفوا أن إشاراتهم جاءت في الواقع من حبيبات الغبار المزعجة في مجرة درب التبانة – و مما جعل الباحثين حذرين بشأن استنتاجاتهم. يقول سكوت رانسوم ، عالم الفلك في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي وعضو في NANOGrav: “إن مجتمع الموجات الثقالية حذر جدًا بشأن هذه الأنواع من الأشياء”.
من أجل قياساتهم ، استخدم NANOGrav العديد من التلسكوبات الراديوية: مرصد Green Bank في West Virginia ، و Very Large Array في نيو مكسيكو ، ومرصد Arecibo الضخم في بورتوريكو ، وهو أداة أيقونية انهارت في عام 2020. استخدمت الفرق الأخرى الراديو تلسكوبات في خمس دول أوروبية والهند والصين وأستراليا. انضمت المزيد من التلسكوبات مؤخرًا إلى هذا الجهد ، بما في ذلك CHIME في كندا و MeerTime في جنوب إفريقيا.
يقول رانسوم إن التعاون بين العلماء في الولايات المتحدة والصين ملحوظ. في حين أن قانون 2011 المثير للجدل المسمى “تعديل الذئب” يمنع ناسا من العمل مباشرة مع الكيانات الصينية بسبب مخاوف أمنية ، مثل هذه القيود لا تنطبق على الجهود التي تمولها مؤسسة العلوم الوطنية مثل NANOGrav. يقول رانسوم: “لقد جعلت السياسة بعض تعاوننا أمرًا صعبًا”. “علينا إيجاد طريقة للعمل معًا ، لأن العلم يكون بالتأكيد أفضل عندما نفعل ذلك. إنه لأمر فظيع أن تعوقك السياسة “.
تنسق الفرق مع بعضها البعض من خلال نوع من التعاون الفائق يسمى مصفوفة توقيت بولسار الدولي. في حين أن الامتداد الجغرافي للمجموعة يجعل من الصعب على العلماء التواصل عبر المناطق الزمنية ، فإنهم قادرون على دمج مجموعات البيانات الخاصة بهم ، وتحسين دقتها وثقتهم في قياساتهم. قال مايكل كيث ، عالم الفيزياء الفلكية في اللجنة التنفيذية لصفيف توقيت بولسار الأوروبي ، لـ WIRED عبر البريد الإلكتروني: “لا يمكن بناء تلسكوب موجات ثقالية بحجم المجرة في فناء منزلك الخلفي”. “يتطلب الأمر جهدًا مشتركًا من مئات علماء الفلك والمنظرين والمهندسين والإداريين لدراسة الكون على هذا النطاق.”
