• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Var nu ett steg närmare ett Gravitational Wave Space Observatory
    eLISA kommer att bli det första observatoriet i rymden för att utforska universums tyngdpunktsunderlag, kompletterar vår kunskap om universums början, utveckling och struktur. Max-Planck-Institut fr Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)/YouTube

    Du kanske kommer ihåg det redan i februari ett konsortium på mer än 1, 000 forskare från olika länder tillkännagav att de äntligen hade upptäckt det första påtagliga beviset för att det finns gravitationsvågor. Vågorna, förutspåddes först av Albert Einstein för ungefär ett sekel sedan, är i grunden krusningar i tyget av rymdtid orsakad av accelerationen av riktigt massiva föremål som svarta hål.

    Att upptäcka gravitationella vågor från utsiktspunkten på jordens yta var en svår bedrift för Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) lab, som tog cirka 15 års ansträngning och 620 miljoner dollar för att uppnå sin prestation. Att göra det innebar att skjuta laserstrålar ner i par med 2,5 kilometer långa (4 kilometer långa) tunnlar och studsa dem från speglar, och sedan leta efter subtila förändringar som orsakas när en gravitationell våg deformerar tunnlarna något.

    Det var allt nödvändigt eftersom jordens yta är fylld med buller som gör det svårt att upptäcka vågornas signaler - det skulle vara mycket lättare att studera gravitationella vågor från rymdens relativa tystnad. Det är därför European Space Agency (ESA) har tänkt sig att distribuera eLISA, en konstellation av avlägsna orbital satelliter som skulle kommunicera med varandra via lasrar, i mitten av 2030 -talet. Ett sådant observatorium kan skanna kosmos och inte bara upptäcka gravitationella vågor, men mäta dem med betydligt mer precision än vi kan göra här på marken. Som ett steg mot det målet, i december 2015, ESA lanserade LISA Pathfinder, en satellit i mindre skala utformad för att testa och demonstrera den teknik som de planerar att använda någon gång i eLISA-projektet.

    På tisdag morgon, ESA-forskare meddelade att en nyckelkomponent i det framtida observatoriet ombord på LISA Pathfinder-en kub på 2 kilo (2 kilogram) av högrenhetsguldplatinumlegering-har klarat en rad viktiga tester. En artikel som publicerades idag i Physical Review Letters visar att dessutom kuben kom det närmaste av alla konstgjorda föremål någonsin att uppnå sant fritt fall-det vill säga rör sig genom rymden utan någon annan kraft än gravitationen.

    En konstnärs skildring av LISA Pathfinder i omloppsbana runt jorden. ESA/Getty Images

    Det är avgörande, eftersom eLISA en dag kommer att bero på sådana friktionslösa kuber, placerad på en trio av satelliter i en triangulär konfiguration i rymden, allt om 620, 000 miles (998, 000 kilometer) från varandra. Dess instrument kommer att upptäcka otroligt små förändringar i avståndet mellan kuberna orsakade av gravitationella vågor. Men för att göra det, satelliterna måste blockera andra effekter som skulle dränka tyngdvågornas signal.

    Testmassor huggen ur block av högrenhetsguldplatinumlegering flyger ombord på rymdfarkosten LISA Pathfinder. ESA/CGS SpA

    "Allt ljud i systemet - tryck som skapas av solstrålning, termisk, magnetiska och gravitationella effekter - kan störa gravitationsvågen, "ESA -projektforskaren Paul McNamara förklarade via ett Skype -samtal förra veckan.

    För att filtrera bort dessa effekter, LISA Pathfinder testar ett skyddssystem för thrusterar, utformad för att justera rymdfarkosten på ett sätt som kompenserar för sådana faktorer.

    McNamara säger att LISA Pathfinder innehåller en mycket nedskalad version av eLISA, där kuber har placerats bara centimeter från varandra, snarare än hundratusentals kilometer från varandra. Ändå, testresultaten gör honom säker på att teknik i full skala skulle fungera lika bra.

    "Det enda vi saknar är de två watt ljus från lasern [mellan dem], "säger han." Det är något vi kan testa på marken. Den del vi åstadkommit är något du bara kan testa i rymden. "

    Att använda interferometri för att mäta avstånd i rymden med precision är inte ett nytt koncept. McNamara noterar. Han citerade exemplet på NASA:s GRACE -uppdrag, lanserades 2002, använder mikrovågor för att mäta variationer i avståndet mellan ett par satelliter som är placerade cirka 137 mil från varandra i omloppsbana.

    Nu är det fascinerande

    Testbitarna i LISA Pathfinder har en skillnad i relativ acceleration på mindre än 10 miljoner av en miljarddel av jordens gravitationsacceleration. Här är ett enklare sätt att förstå det - det är motsvarande, ungefär, av vikten av ett enda virus.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com