सभी ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के क्षेत्र में
खोजों के नवीनतम पर ख़ुशी प्रकट की। LIGO वेधशाला, जिसके यूरोपीय साझेदार VIRGO हाल ही में शामिल हुए, ने पहले ब्लैक होल के विलय की गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अवलोकन किया। जो बहुत शांत है, लेकिन बहुत अकेला भी दिखता है - ब्लैक होल काले होते हैं, इसलिए हम केवल उन में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण कर सकते हैं, और कुछ और। चूंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए हमारी वर्तमान वेधशालाएं आकाश में किसी स्रोत के स्थान का निर्धारण करने में बहुत अच्छी तरह से सामना नहीं करती हैं, इसलिए हम यह भी नहीं बता सकते कि किस आकाशगंगा में, उदाहरण के लिए, एक रिकॉर्ड की गई घटना हुई।
लेकिन खगोल विज्ञान के युग की शुरुआत के बाद सब कुछ बदल गया, एक स्रोत से गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय विकिरण का तुरंत पता लगाने में सक्षम। पता चला कि घटना दो न्यूट्रॉन सितारों का विलय थी, न कि ब्लैक होल, और यह सब मामला, एक विशाल टकराव में एक साथ परिवर्तित होकर, एक साथ कई तरंग दैर्ध्य की चमक के साथ आकाश में बाढ़ आ गई।
बस इन सभी अलग-अलग वेधशालाओं को देखें, ये सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण की तरंग दैर्ध्य हैं! रेडियो, अवरक्त, ऑप्टिकल, पराबैंगनी, एक्स-रे, गामा रेंज - यह एक खगोलीय बिंदु से पूर्ण स्पेक्ट्रम है।
कई उन्नत वैज्ञानिक उपलब्धियां इस घटना से बढ़ेंगी - देखें, उदाहरण के लिए,
यह काम । कुछ लोग इस तथ्य से बहुत उत्साहित हैं कि इस घटना ने पृथ्वी से द्रव्यमान में कई गुना अधिक मात्रा में सोना उत्पन्न किया। लेकिन यह मेरा ब्लॉग है, इसलिए मैं इस घटना के एक पहलू को कवर करूंगा जो मेरे लिए प्रासंगिक है: ब्रह्मांड के विस्तार को मापने के लिए "मानक सायरन" का उपयोग।
हम पहले से ही
खगोल विज्ञान में दूरी के पैमाने का उपयोग करके ब्रह्मांड के विस्तार को मापने में बहुत अच्छे हैं। इसमें, दूरी को धीरे-धीरे मापा जाता है, कदम से कदम, पहले निकटतम सितारों से दूरी का निर्धारण करके, फिर अधिक दूर के समूहों में संक्रमण के माध्यम से, और इसी तरह। यह अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन, निश्चित रूप से, प्रक्रिया में त्रुटियों को जमा करने का खतरा है। गुरुत्वाकर्षण तरंगों के एक नए प्रकार का अवलोकन हमें कुछ और देता है, जिससे आप इस संपूर्ण पैमाने पर दूरी पर कूद सकते हैं और ब्रह्मांड संबंधी वस्तुओं
के लिए दूरी का एक
स्वतंत्र माप प्राप्त कर सकते हैं।
गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक साथ अवलोकन विचार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। आप दो चीजों की तुलना करने की कोशिश कर रहे हैं: वस्तु की दूरी और स्पष्ट गति जिसके साथ वह आपसे दूर जाती है। आमतौर पर सब कुछ गति के साथ सरल होता है: आप प्रकाश के लाल रंग को मापते हैं, जो कि वस्तु के विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के साथ करना आसान है। लेकिन केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगें होने के कारण ऐसा नहीं किया जा सकता है - रेडशिफ्ट को मापने के लिए स्पेक्ट्रम में पर्याप्त संरचना नहीं है। इसलिए, न्यूट्रॉन सितारों का विस्फोट हमारे लिए बहुत महत्वपूर्ण था; GW170817 के मामले में, पहली बार हम गुरुत्वाकर्षण तरंगों के दूर के स्रोत के सटीक पुनर्वितरण का निर्धारण करने में सक्षम थे।
दूरियों को मापना एक कठिन क्षण है, और यहाँ गुरुत्वाकर्षण तरंगें हमें एक नई तकनीक प्रदान करती हैं। आम तौर पर स्वीकार की जाने वाली रणनीति "मानक मोमबत्तियां" को परिभाषित करना है, अर्थात्, ऐसी वस्तुएं जिनके बारे में आंतरिक चमक आप उचित निष्कर्ष निकाल सकते हैं। मनाया चमक के साथ तुलना करके, आप दूरी की गणना कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, खगोलविदों ने ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की खोज के लिए Ia सुपरनोवा का उपयोग किया।
गुरुत्वाकर्षण तरंगें मानक मोमबत्तियाँ प्रदान नहीं करती हैं - प्रत्येक ऑब्जेक्ट की अपनी आंतरिक गुरुत्वाकर्षण "चमक" (विकिरणित ऊर्जा की मात्रा) होगी। लेकिन प्रकाश स्रोत कैसे विकसित हो रहा है इसका अध्ययन करके - एक सर्पिल में एक साथ चलती दो वस्तुओं की गुरुत्वाकर्षण तरंगों की विशेषता रैखिक-आवृत्ति मॉड्यूलेशन - आप उनकी समग्र चमक की गणना कर सकते हैं। यहां GW170817 के लिए LFM है, हमने अन्य स्रोतों की तुलना में - बहुत अधिक डेटा, लगभग एक पूरे मिनट!
और अब हमारे पास बिना किसी दूरी के पैमाने के साथ दूरी और रेडशिफ्ट है! यह कई कारणों से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कॉस्मिक दूरियों को मापने का एक स्वतंत्र तरीका, हमें अंधेरे पदार्थ के गुणों को मापने की अनुमति देगा। आप हबल स्थिरांक को मापने के विभिन्न तरीकों के बीच के अंतर के बारे में भी सुन सकते हैं, जिसका अर्थ है कि या तो कोई एक छोटी सी गलती करता है, या हम ब्रह्मांड पर अपने विचारों में किसी तरह बहुत गलत हैं। अपनी गणनाओं को सत्यापित करने का एक स्वतंत्र तरीका प्राप्त करने से हमें यह पता लगाने में मदद मिलेगी। केवल एक ही घटना से हम पहले ही निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि हबल निरंतरता 70 किमी / एस / एमपीसी है, हालांकि एक बड़ी त्रुटि (+12, -8 किमी / एस / एमपीसी) के साथ। लेकिन अतिरिक्त डेटा एकत्र होने पर सटीकता बढ़ेगी।
और यहाँ इस कहानी में मेरी छोटी भूमिका है। गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोतों को मानक सायरन के रूप में उपयोग करने का विचार बर्नार्ड शूत्ज़ ने 1986 में वापस रखा था। लेकिन तब से इसे गंभीरता से भुनाया गया है, खासकर मेरे दोस्तों डैनियल होल्ट्ज और स्कॉट ह्यूजेस ने। डैनियल ने मुझे इस विचार के बारे में कई साल पहले बताया था, और उन्होंने और स्कॉट ने इस विषय पर बहुत पहले कार्यों में से एक लिखा था। मैंने तुरंत कहा: "आपको बस इन चीजों को" मानक सायरन "कहना होगा। तो एक उपयोगी पदनाम का जन्म हुआ।
दुर्भाग्य से, मेरे कैलटेक के सहयोगी, स्टरल फिननी ने मुझे उसी समय उसी नाम की पेशकश की, जैसा कि धन्यवाद खंडों में दर्शाया गया है। लेकिन वह कुछ भी नहीं है; जब योगदान इतना छोटा होता है, तो इसे बांटना कोई अफ़सोस की बात नहीं है।
लेकिन भौतिकविदों और खगोलविदों की योग्यता जो इस अवलोकन को बनाने में सक्षम थे, और कई अन्य जिन्होंने इस मुद्दे की सैद्धांतिक समझ में योगदान दिया, वे वास्तव में महत्वपूर्ण हैं। ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए एक नया तरीका खोजने वाले सभी कठोर श्रमिकों को बधाई।
शॉन माइकल कैरोल एक अमेरिकी कॉस्मोलॉजिस्ट है जो डार्क एनर्जी और सामान्य सापेक्षता में विशेषज्ञता रखता है।