
ไลโก-เวอร์โก ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงอีกแล้ว แม่นยำกว่าเดิมสิบเท่า
ไลโก-เวอร์โก ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงอีกแล้ว แม่นยำกว่าเดิมสิบเท่า
ระบุแหล่งกำเนิดได้แม่นยำกว่าเดิมนับสิบเท่า!
เมื่อวันที่ 27 กันยายน ที่ผ่านมา ณ เมืองตูริน ประเทศอิตาลี ได้มีการประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงอีกครั้งหนึ่ง ครั้งนี้นับเป็นครั้งที่ 4 แล้ว
คลื่นความโน้มถ่วงถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในปี 2559 โดยหอสังเกตการณ์ไลโก ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงที่อาศัยหลักการแทรกสอดสองแห่ง แห่งหนึ่งอยู่ในมลรัฐลุยเซียนา และอีกแห่งหนึ่งอยู่ในมลรัฐวอชิงตัน คลื่นความโน้มถ่วงในครั้งนั้นเกิดจากหลุมดำสองดวงที่มีมวล 36 มวลสุริยะและ 29 มวลสุริยะชนกัน
การค้นพบครั้งนั้นเป็นเรื่องที่สั่นสะเทือนวงการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เพราะคลื่นความโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่ตรวจจับได้ยากมาก และยังเป็นการยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของแอลเบิร์ต ไอน์สไตน์ที่กล่าวไว้เมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนหน้า
การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่สี่นี้ เป็นความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงครั้งยิ่งใหญ่ เพราะเป็นการค้นพบโดยหอสังเกตการณ์สามแห่ง แทนที่จะเป็นไลโกสองแห่งดังที่เคยเป็นมา การค้นพบครั้งนี้เป็นการทำงานประสานกันระหว่างไลโกและเวอร์โก ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงอีกแห่งหนึ่ง ตั้งอยู่ในประเทศอิตาลี
การที่มีข้อมูลจากการสังเกตการณ์จากหอสังเกตการณ์ถึงสามแห่ง ทำให้ระบุตำแหน่งของแห่งกำเนิดคลื่นได้แม่นยำขึ้น โดยสามารถตีกรอบพื้นที่ต้องสงสัยของแหล่งกำเนิดบนท้องฟ้าได้แคบลงนับสิบเท่า การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในสามครั้งแรกซึ่งมีข้อมูลจากไลโกเพียงสองแห่ง นักดาราศาสตร์ตีกรอบพื้นที่ต้องสงสัยออกมาเป็นแถบยาวพาดไปเกือบครบรอบท้องฟ้า กินพื้นที่ประมาณ 600 ตารางองศา แต่ในครั้งนี้ ข้อมูลเสริมจากเวอร์โกช่วยให้นักดาราศาสตร์ตีกรอบพื้นที่ต้องสงสัยได้เล็กลงจนเหลือเพียงแต้มเล็ก ๆ ที่กินพื้นที่เพียง 60 ตารางองศาเท่านั้น
นอกจากจะระบุตำแหน่งของแหล่งกำเนิดคลื่นได้แม่นยำขึ้นมากแล้ว การค้นพบครั้งนี้ยังเป็นครั้งแรกที่วัดโพลาไรเซชันของคลื่นได้อีกด้วย
ไลโกและเวอร์โกได้แจ้งตำแหน่งของแหล่งกำเนิดคลื่นไปยังหอสังเกตการณ์อื่น (ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์เชิงแสง) เพื่อสำรวจพื้นที่ดังกล่าวเผื่อว่าจะมีแสงอื่นจากแปล่งกำเนิดแผ่ออกมาหรือไม่ แต่ไม่มีรายงานว่ามีแสงใดที่แสดงถึงการชนนั้น
เวอร์โกและไลโกเริ่มเดินเครื่องตรวจจับเมื่อวันที่ 1 สิงหาคม จนเมื่อวันที่ 14 สิงหาคม หลังจากการเดินเครื่องเพียงสองสัปดาห์ คลื่นความโน้มถ่วงก็ได้ผ่านเข้ามายังหอสังเกตการณ์ไลโกที่ลิฟวิงสตันเป็นแห่งแรก หลังจากนั้นอีก 6 มิลลิวินาที ก็แผ่ไปถึงหอสังเกตการณ์ที่แฮนฟอร์ด และหลังจากนั้นอีก 6 มิลลิวินาทีคลื่นก็แผ่ไปถึงเวอร์โกในอิตาลี
แหล่งกำเนิดคลื่นครั้งนี้มีชื่อว่า จีดับเบิลยู 170814 (GW 170814) ตามวันที่ตรวจพบ การวิเคราะห์คลื่นพบว่าแหล่งกำเนิดอยูห่างจากทางช้างเผือกออกไป 1.8 พันล้านปีแสง เกิดจากหลุมดำสองดวงที่มีมวล 31 และ 25 เท่าของดวงอาทิตย์ หลังจากชนกันแล้วกลายเป็นหลุมดำเดี่ยวที่มีมวล 53 เท่าของดวงอาทิตย์ มวลที่หายไป 3 มวลสุริยะได้เปลี่ยนไปเป็นพลังงานที่ใช้สร้างคลื่นความโน้มถ่วงในช่วงที่ใกล้จะชนกัน
หลังจากการแถลงข่าวผ่านไปเพียงหนึ่งสัปดาห์ ได้มีการประกาศชื่อผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2017 ซึ่งรางวัลตกเป็นของนักวิทยาศาสตร์สามคน ได้แก่ เรเนอร์ ไวส์ จากเอ็มไอที แบร์รี บาริช และ คิป ทอร์น จากคาลเทค จากบทบาทที่เป็นผู้ร่วมก่อตั้งหอสังเกตการณ์ไลโก
หอสังเกตการณ์ไลโกสร้างขึ้นด้วยทุนของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา ส่วนหอสังเกตการณ์เวอร์โกเป็นโครงการร่วมระหว่างศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศสกับสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งชาติอิตาลี
นักดาราศาสตร์มีแผนจะสร้างสถานีตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศในอนาคต โครงการนี้มีชื่อว่า ลิซา (LISA--Laser Interferometer Space Antenna) ซึ่งคาดว่าจะพร้อมใช้งานได้ในปี 2577 หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงลอยฟ้าจะมีความแม่นยำมากกว่าไลโกไม่น้อยกว่าห้าเท่า
ก่อนจะถึงวันนั้น เวอร์โกและไลโกจะยังคงร่วมกันสำรวจคลื่นความโน้มถ่วงต่อไป ทั้งคู่มีกำหนดจะเดินเครื่องครั้งต่อไปในปลายปี 2561 นักดาราศาสตร์คาดหวังว่า ด้วยการทำงานประสานกันระหว่างเวอร์โกและไลโก เครือข่ายนี้อาจตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้บ่อยถึงสัปดาห์ครั้งเลยทีเดียว