छोटे फेमेटोमीटर से बड़ी मुस्कान: लिसा पाथफाइंडर उम्मीदों से अधिक था

एक महिलामीटर 10 ^-15 मीटर है। स्पष्टता के लिए, प्रोटॉन व्यास लगभग 1.7 महिलामीटर है। 10 ^-14 मीटर / ^{सेकंड 2} - यह पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के एक अरबवें त्वरण का दस लाखवां हिस्सा है। और इस तरह की सटीकता, मूल रूप से नियोजित की तुलना में कम से कम पांच गुना अधिक, लिसा पाथफाइंडर गुरुत्वाकर्षण टेलीस्कोप के तकनीकी प्रदर्शनकर्ता द्वारा दिखाया गया था।

छोटा सा परिचय

LISA पाथफाइंडर, परीक्षण द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के बहुत सटीक माप की संभावना की जांच करने के लिए एक उपकरण है - अंतरिक्ष में दो क्यूब सोने और प्लैटिनम मिश्र धातु से लटका हुआ। क्यूब्स पर, आदर्श रूप से, गुरुत्वाकर्षण कृत्यों द्वारा केवल अंतरिक्ष-समय की वक्रता। जांच, सभी उपकरणों के साथ, क्यूब्स को छूने के बिना अंतरिक्ष में लटकी हुई है, सौर हवा के दबाव और अन्य गड़बड़ी के साथ कम-जोर इंजनों के लिए क्षतिपूर्ति। क्यूब्स की स्थिति को एक विशेष लेजर इंटरफेरोमीटर द्वारा बहुत सटीक रूप से मापा जाता है। अधिक विस्तार से चित्रों के साथ जांच का डिजाइन यहां वर्णित है ।

योजनाएं और परिणाम

यह ग्राफ संवेदनशीलता बनाम आवृत्ति दर्शाता है। ध्वनि के साथ सामंजस्य काफी सही है - विभिन्न द्रव्यमानों की टकराती हुई वस्तुएं अलग-अलग आवृत्तियों पर "ध्वनि" से, कुछ उच्चतर, कुछ कम होती हैं। एलपीएफ आवश्यकताएँ - लिसा पटफिंदर के लिए गणना की संवेदनशीलता मान। एलआईएसए आवश्यकताएँ - तीन जांचों से भविष्य के लीसा गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टर की आवश्यकताएं। पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के एक अरबवें त्वरण की रेखा दस लाखवीं है।

1 मार्च 2016 को बहुत पहले समावेश ने वैज्ञानिकों के चेहरे पर बड़ी और चौड़ी मुस्कुराहट पैदा की - लिसा पाथफाइंडर संवेदनशीलता में गणना किए गए मापदंडों को पार कर गया!



एक महीने के भीतर, जांच को स्पष्ट तकनीकी हस्तक्षेप को हटाते हुए जांच की गई, और संवेदनशीलता और भी बेहतर हो गई, उच्च आवृत्तियों पर यह एक पूर्ण डिटेक्टर के लिए आवश्यक से अधिक हो गया:



यह दिलचस्प है कि वर्षों से, वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने हस्तक्षेप के स्रोतों को समझा है, और यह पता चला है कि, आवृत्ति के आधार पर, वे तीन कारणों से होते हैं:



बाईं ओर, कम आवृत्तियों पर, डिवाइस का डिज़ाइन स्वयं हस्तक्षेप करता है। इंजन, इलेक्ट्रॉनिक्स काम, यहां तक ​​कि तारकीय सेंसर से, जो वास्तव में भारी चलती भागों के बिना डिजिटल कैमरे हैं, अभी भी शोर है।
मध्य भाग में, व्यक्तिगत अणुओं से शोर क्यूब्स में दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि क्यूब्स के साथ कंटेनर एक वैक्यूम में खुला है और दबाव लगभग शून्य है, पृथ्वी से हवा के व्यक्तिगत अणुओं को अभी तक बाहर उड़ने और टिप्पणियों में हस्तक्षेप करने का समय नहीं मिला है। सौभाग्य से, समय के साथ उनमें से कम होते हैं, और इस आवृत्ति रेंज में सटीकता अपने आप बढ़ जाती है:


मई में लाल रेखा संवेदनशील है, यह अप्रैल की नीली रेखा से बेहतर है।

और अंत में, इंटरफेरोमीटर से शोर सबसे ऊपर दिखाई देता है - वास्तव में, क्यूब्स नहीं चलते हैं, लेकिन डिवाइस अपने स्वयं के शोर के कारण एक प्रेत आंदोलन को दर्शाता है।

ऐसी सटीकता के साथ, LISA डिटेक्टर अरबों प्रकाश वर्षों में होने वाली गुरुत्वाकर्षण घटनाओं को देख सकेगा:



ग्राफ पर पीली रेखा 3 अरब प्रकाश-वर्ष की दूरी पर एक बड़े ब्लैक होल का पतन है। और LISA के केंद्र में ब्लैक होल के साथ दो आकाशगंगाओं की टक्कर 12 अरब प्रकाश वर्ष में देखी जा सकती है। यह बिग बैंग के करीब है। और अगर हबल दूरबीन की बदौलत हम बहुत दूर की प्राचीन आकाशगंगाओं को देख सकते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान उस समय भी झांकना संभव बना देगा जब ब्रह्मांड अपारदर्शी था (ब्रह्मांड में बिग बैंग के बाद पहली बार एक दूसरे के इतने करीब था कि फोटॉन दूर तक नहीं उड़ सकते थे) ।


आकाशगंगाओं की अनुमानित टक्कर LISA की संवेदनशीलता की तुलना में अधिक जोरदार होनी चाहिए

कुछ रोचक तथ्य।

जून की शुरुआत में, LISA पाथफाइंडर परियोजना के वैज्ञानिकों ने रेडिट पर सवालों के जवाब दिए, और उन संवादों से हमने कुछ दिलचस्प बातें सीखीं।

सबसे पहले, परियोजना का हार्डवेयर पूरी तरह से काम करता है, इंजन का पहला सेट अभी भी काम कर रहा है (जांच पर दो सेट हैं)।

LISA Patfinder पर सौर पवन का दबाव 28 माइक्रोनवर्टन है।

ग्राफ के दाईं ओर एक शिखर देने वाले हस्तक्षेप का कारण अभी तक स्थापित नहीं किया गया है, लेकिन वैज्ञानिकों को उपकरण से हस्तक्षेप पर संदेह है। समय के साथ, वे सटीक कारण स्थापित करने और इसे खत्म करने के लिए एक अलग आवृत्ति पर टेलीमेट्री एकत्र करना चाहते हैं।

भविष्य

LISA पाथफाइंडर की भारी सफलता और इस इच्छा के बावजूद कि गुरुत्वाकर्षण टेलीस्कोप अब ब्रह्मांड के रहस्यों में शामिल हो गया है, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि तीन उपकरणों का एक पूर्ण डिटेक्टर केवल 2034 में दिखाई देना चाहिए, और जटिल तकनीकी परियोजनाओं के समय में निरंतर बदलाव को देखते हुए, सबसे अधिक संभावना है। वह बाद में। गुरुत्वाकर्षण-प्रभाव उपकरणों की सफलता के बावजूद, अभी तक एलआईएसए के लिए आवश्यक सभी प्रौद्योगिकियां नहीं बनाई गई हैं। उदाहरण के लिए, हम (मानवता) अभी तक नहीं जानते हैं कि लेजर बीम द्वारा एक दूसरे से कई मिलियन किलोमीटर की दूरी पर तीन जांच को कैसे जोड़ा जाए ताकि दूरी को सही ढंग से मापा जा सके और डेटा संचारित किया जा सके।

सूत्रों का कहना है

सामग्री निम्नलिखित स्रोतों से बनाई गई थी:

1. ईएसए आधिकारिक प्रेस विज्ञप्ति
2. LISA पाथफाइंडर के रचनाकारों की प्रेस कॉन्फ्रेंस की वीडियो रिकॉर्डिंग
3. एएमए वैज्ञानिकों ने रेडिट पर प्रोजेक्ट किया

Source: https://habr.com/ru/post/hi395401/