אסטרונומיה של גלי כבידה שונה מאוד מזו של אור אלקטרומגנטי. בעוד גלי כבידה חלשים וקשים לזיהוי, הם גם עוברים דרך חומר עם השפעה מועטה. במהותו, היקום החומרי שקוף לגלי כבידה. זה הופך את אסטרונומיית גלי הכבידה לכלי רב עוצמה בעת חקר היקום. אבל זה עדיין בשלבים הראשונים, ויש הרבה מה ללמוד על איך מתנהגים גלי כבידה.
עדשות כבידה. מקור: קלטק
קח, למשל, עדשות כבידה. זה מתרחש כאשר אור מעצם מרוחק כמו קוואזר מוסט מעט כשהוא עובר ליד גלקסיה או עצם מסיבי אחר. עקמומיות הכבידה שנוצרה על ידי מסת הגלקסיה פועלת כעדשה, שיכולה למקד את האור הקוואזר ולהפיק תמונות קוואזר מרובות. אפקט זה מתרחש מכיוון שאור עובר בחלל ובזמן, כך שכאשר המרחב הזמן מעוות, כך גם נתיב האור.
אבל גלי כבידה שונים. במקום פוטונים שנעים בחלל, גלי כבידה הם אדוות של מרחב-זמן במרחב-זמן. אז האם ניתן להסיט אותם או לעדשה בדומה לאור? תורת היחסות של איינשטיין חוזה שהם יכולים להיות. עיוות של החלל משנה את הדרך בה גלי כבידה מתפשטים, כך שהם גם מוסטים. השפעה זו מעולם לא נצפתה, אך מחקר חדש סרק את נתוני LIGO ובתולה שחיפשו אותה.
איור מונפש של גל כבידה. קרדיט: ESA–C.Careau
הצוות חיפש כמה השפעות של עדשת כבידה על אותות מיזוג החורים השחורים שזוהו על ידי LIGO ובתולה, כגון מיזוגים זהים המגיעים ממקורות מעט שונים, או דפוס הפרעה בגלי כבידה שתיגרם על ידי שתי תמונות של המיזוג המגיעות לכדור הארץ בזמנים מעט שונים.
ברצף הנתונים האחרון שהכיל 36 אירועי מיזוג, הצוות לא מצא עדות לגלי כבידה עדשות. זה לא מפתיע מדי, בהתחשב בגודל המדגם. אבל הצוות הראה שזה אפשרי בהתחשב בטכנולוגיה הנוכחית. עם בניית מצפה כוכבי כבידה חדשים כגון LISA, גלי כבידה עם עדשות יתגלו, או שנצטרך לבחון מחדש את התיאוריה של איינשטיין.
לסוג זה של מחקר יש פוטנציאל אדיר לשפר את הבנתנו את היקום. נכון לעכשיו, עדשת הכבידה של האור מאפשרת לנו לראות עצמים רחוקים יותר מכפי שהיינו עושים אחרת, ומאפשרת לנו למדוד היבטים של קוסמולוגיה כמו התפשטות היקום. אבל האור יכול להסתיר או לעמעם על ידי גז מפוזר ואבק בין גלקסיות. גלי כבידה אינם מוגבלים בדרך זו, ולכן עדשת כבידה יכולה לאפשר לנו לבצע מדידות מדויקות של הקוסמולוגיה. זה גם יכול לבדוק את התיאוריה של איינשטיין בדרכים חדשות ועדינות. תורת היחסות הכללית עברה את כל המבחנים עד כה, אבל פיזיקה חדשה ומעניינת עשויה לחכות להתגלות.
התייחסות:Abbott, R., et al. ' חפש חתימות עדשות בתצפיות גלי כבידה מהמחצית הראשונה של ריצת התצפית השלישית של LIGO-Virgo .'הדפסה מוקדמת של arXivarXiv: 2105.06384 (2021).
