หลักฐานของคลื่นความโน้มถ่วงที่ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนพื้นหลังทั่วทั้งจักรวาล

ภาพประกอบ (ที่มา: Getty)

เมื่อวันที่ 29 มิถุนายน นักดาราศาสตร์ทั่วโลก รายงานว่าพวกเขาค้นพบหลักฐานแรกของคลื่นความโน้มถ่วงในรูปแบบที่มีทฤษฎีมายาวนาน ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นสาเหตุของ "สัญญาณรบกวนพื้นหลัง" ทั่วทั้งจักรวาล

การค้นพบอันก้าวล้ำครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการเปิดประตูใหม่สู่จักรวาล

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ หลายร้อยคนได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุและเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอเมริกาเหนือ ยุโรป จีน อินเดีย และออสเตรเลีย เพื่อศึกษาวิจัยและสร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญดังกล่าว

กว่าศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ทำนายเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นคลื่นระลอกที่แพร่กระจายไปทั่วทั้งจักรวาลด้วยความเร็วแสงและแทบจะไม่มีสิ่งขัดขวางเลย

อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งปี 2015 หอสังเกตการณ์ของอเมริกาและอิตาลีจึงสามารถยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงได้ หลังจากหลุมดำสองหลุมชนกัน

คลื่นความโน้มถ่วง "ความถี่สูง" เหล่านี้เป็นผลมาจากเหตุการณ์ในจักรวาลที่สร้างการระเบิดอย่างรุนแรงและส่งระลอกคลื่นสั้นๆ มายังโลก อย่างไรก็ตาม เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำ ซึ่งเป็นคลื่นที่ส่งคลื่นต่อเนื่องไปในอวกาศ เหมือนกับ "เสียงรบกวนพื้นหลัง"

เมื่อวันที่ 29 มิถุนายน นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าในที่สุดพวกเขาก็ค้นพบหลักฐานที่ชัดเจนของ "สัญญาณรบกวนพื้นหลัง" นี้แล้ว

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเดินทางผ่านอวกาศ คลื่นจะบีบอัดและยืดทุกสิ่งที่ผ่านเข้าไป นักดาราศาสตร์มองหาหลักฐานของสมมติฐานนี้ในคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำโดยดูที่พัลซาร์ซึ่งเป็นเศษซากจากดาวฤกษ์ที่ระเบิด

ดาวพัลซาร์หมุนด้วยความเร็วหลายร้อยครั้งต่อวินาที ปล่อยคลื่นวิทยุออกมาเป็นระยะๆ สม่ำเสมอเหมือนประภาคารในจักรวาล

ดร. ไมเคิล คีธ สมาชิกทีมวิจัยเปรียบเทียบพัลซาร์เหล่านี้กับนาฬิกาที่มีความแม่นยำสูง

ระหว่างการศึกษานี้ กล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลกได้สังเกตเห็นพัลซาร์ในทางช้างเผือกรวม 115 ดวง จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้วัดความแตกต่างที่เล็กอย่างเหลือเชื่อในการกำหนดเวลาของพัลส์เพื่อมองหาสัญญาณของคลื่นความโน้มถ่วง

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส อองตวน เปอติโต กล่าวว่าพวกเขาสามารถ "ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่เล็กกว่าหนึ่งล้านวินาทีในเวลา 20 ปี"

ศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์ Maura McLaughlin จาก Pulsar Search Collaboration (สหรัฐอเมริกา) ยืนยันว่านี่คือ "ช่วงเวลาที่มหัศจรรย์อย่างแท้จริง" หลังจากเห็นหลักฐานของคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกในปี 2020

หลักฐานเบื้องต้นเหล่านี้สอดคล้องกับ "ทฤษฎีสัมพันธภาพ" ของไอน์สไตน์และความเข้าใจจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เน้นย้ำว่าพวกเขายังไม่สามารถ "ตรวจจับ" คลื่นความโน้มถ่วงได้อย่างชัดเจน

ตามที่ดร.คีธกล่าว ความเป็นไปได้ในการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงในปัจจุบันมีเพียง 99% เท่านั้น นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะค้นพบหลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเพื่อยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงในอีก 1-2 ปีข้างหน้า

ลิงค์ที่มา