Deteksi Latar Belakang Gelombang Gravitasi Kunci Pengungkapan Evolusi Alam Semesta

Penemuan latar belakang gelombang gravitasi akan menjadi replikasi luar biasa dari pencapaian ini. "Kami mengharapkan deteksi dan analisis latar belakang gelombang gravitasi untuk merevolusi pemahaman kita tentang alam semesta," kata Scott. "Dengan cara yang sama dipelopori oleh pengamatan latar belakang gelombang mikro kosmik dan anisotropinya," imbuh dia.

Revolusi Pemahaman

Deteksi pertama gelombang gravitasi dilakukan pada 2015. Dua lubang hitam yang bertabrakan kira-kira 1,4 miliar tahun lalu mengirimkan riak yang menyebar dengan kecepatan cahaya. DiBumi, ekspansi dan kontraksi ruang-waktu ini secara samar-samar memicu instrumen yang dirancang dan disempurnakan selama beberapa dekade, menunggu untuk mendeteksi peristiwa semacam itu.

Deteksi yang dilakukan cukup monumental karena beberapa alasan, yaitu memberi konfirmasi langsung, untuk pertama kalinya, tentang keberadaan lubang hitam. Selanjutnya mengkonfirmasi prediksi yang dibuat oleh Teori Relativitas Umum 100 tahun sebelumnya bahwa gelombang gravitasi itu nyata.

Dan itu berarti alat ini, interferometer gelombang gravitasi, yang telah dikerjakan para ilmuwan selama bertahun-tahun akan merevolusi pemahaman tentang lubang hitam. Sebelumnya interferometer LIGO dan Virgo telah mendeteksi hampir 100 peristiwa gelombang gravitasi hingga saat ini sehingga menghasilkan sinyal yang ditandai dalam data.

Interferometer ini menggunakan laser yang menyinari terowongan khusus sepanjang beberapa kilometer. Laser ini dipengaruhi oleh peregangan dan pemerasan ruang-waktu yang dihasilkan oleh gelombang gravitasi, menghasilkan pola interferensi yang darinya para ilmuwan dapat menyimpulkan sifat benda padat yang menghasilkan sinyal.

Tapi latar belakang gelombang gravitasi adalah binatang yang berbeda.

"Latar belakang astrofisika dihasilkan oleh kebisingan yang membingungkan dari banyak sumber astrofisika yang lemah, independen, dan belum terselesaikan," kata Scott. "Detektor gelombang gravitasi berbasis darat kita LIGO dan Virgo telah mendeteksi gelombang gravitasi dari puluhan penggabungan individu sepasang lubang hitam, tetapi latar belakang astrofisika dari penggabungan lubang hitam biner massa bintang diharapkan menjadi sumber utamalatar belakang gelombang gravitasi untuk generasi detektor saat ini. Kita tahu bahwa ada sejumlah besar penggabungan ini yang tidak dapat diselesaikan satu per satu, dan bersama-sama mereka menghasilkan dengungan acak di detektor," urai dia.

Tingkat di mana lubang hitam biner bertabrakan di alam semesta tidak diketahui, tetapi tingkat di mana ilmuwan dapat mendeteksinya bisa memberikan garis dasar untuk membuat perkiraan. hay/I-1

Mengurai Kebisingan GelombangPeristiwa yang Terjadi

Evolusi alam semesta dengan mendeteksi latar belakang gelombang gravitasi dilakukan untuk mengetahui latar belakang astrofisika. Hal yang dilakukan adalah mengungkapkan perilaku lubang hitam di seluruh alam semesta, dan latar belakang kosmologisfluktuasi kuantum yang terlihat padacosmic microwave background(CMB), inflasi, dan dariBig Bangitu sendiri.

Sinyal acak individu dari latar belakang gelombang gravitasi dari bermacam peristiwa ini mungkin akan terlalu redup untuk dideteksi tetapi akan digabungkan untuk menciptakan kebisingan latar belakang yang statis. Ahli astrofisika membandingkannya dengan suara mirip letusanpopcorn.

Ini akan menjadi sumber sinyal gelombang gravitasi stokastik yang diharapkan untuk ditemukan dengan instrumen seperti interferometer LIGO dan Virgo. Instrumen ini sedang menjalani perawatan dan persiapan dan akan bergabung dengan observatorium ketiga, KAGRA di Jepang, dalam pengamatan baru yang dioperasikan pada Maret 2023.