ЛИСА Спацецрафт завршио је револуционарни Гравитатионал Ваве Обсерватион Тест

Мисија ЛИСА Патхфиндер-а могла би нам помоћи да боље разумемо метеоре, астероиде, сателите и разне друге пројектиле који зипају око простора незамисливим брзинама, али он има један примарни циљ: провјеру потенцијала за посматрање и проучавање гравитационих таласа који се крећу кроз простор. Више од 900.000 миља од Земље, прототип свемирског брода је направио један огроман скок ближе том циљу. У новом тексту објављеном у Пхисицал Ревиев Леттерс, ЛИСА тим открива да су ЛПФ-ови тестови слободног пада били револуционарни успех, превазилазећи почетна очекивања и делујући са прецизношћу која је више од пет пута боља него што је првобитно било потребно.

Када је Европска свемирска агенција коначно лансирала најсавременију свемирску летелицу прошлог децембра, знали смо о гравитационим таласима - осим што смо имали јако добру претпоставку да су ови таласи у простор-времену први пут претпостављени од стране Алберта Ајнштајна.. Онда су научници заправо нашао гравитациони таласи - користећи пар ултра-осетљивих инструмената овде на површини Земље да открију веома слабе гравитационе таласне сигнале које је произвео пар масивних црних рупа које се сударају у једну-другу.

Откриће ЛИГО-а било је добро за пројект ЛИСА јер је утврђено да су гравитациони таласи заиста видљиви. Наравно, откриће ЛИГО-а било је нешто као "право мјесто у право вријеме". Да бисмо заиста проучавали гравитационе таласе и дозволили себи да видимо како свемир изгледа изван електромагнетног спектра, морамо бити у стању да посматрамо ове врсте сигнала на ниским фреквенцијама - можда чак и до 0,1 Хз. То значи да вам је потребан систем који посматра ситне трепере у простор-времену на удаљености већој од милион миља, без сметњи од сеизмичке, термалне или земаљске активности. То се неће десити на Земљи.

Ајнштајн је предвидио присуство гравитационих таласа када је развио своју теорију релативности. "Један век касније, ми смо овде утирући пут за прву опсерваторију великих гравитационих таласа у свемиру", изјавио је новинарима Фабио Фавата, шеф канцеларије за координацију научне дирекције ЕСА. Пошто се гравитациони таласи неометано крећу кроз универзум, они дају научницима космолошки поглед на свет који је транспарентан. Фавата је упоредио гравитационе таласе са шумовима шуме који пружају трагове о томе шта постоји између густих густих биљака дрвећа - чуваних али невиђених. Инструменти за проналажење гравитационих таласа су микрофони који нам помажу да слушамо те звукове.

Шта тачно гравитациони таласи могу да нам покажу о универзуму? Иако постоји нада да нам ови сигнали могу помоћи у бољој карактеризацији звјезданих популација у галактичким регијама, главна предност би била да се помогне бољем разумијевању црних рупа. Заробљавање свега у његовој близини, укључујући и светле, црне рупе су изузетно мистериозна појава о којој астрофизичари мало знају. Гравитациони таласи би коначно могли да пруже информације које су нам потребне да бисмо проценили потпунији поглед на то како изгледа црна рупа, како се понаша, како се развија, итд.

Зато су последњи резултати мисије ЛИСА Патхфиндер тако важни. У идеалном сценарију, научници би детектовали гравитационе таласе у свемиру тако што би лансирали два или више објеката у свемир и држали их раздвојени стотинама хиљада или чак милионима миља, и лансирали ласер између објеката који су у стању да покупе веома слабе сигнале као гравитациони таласи.

Овакав пројекат захтева огромну количину времена и ресурса, тако да прво морате да докажете концепт пре него што можете да започнете сам експеримент. ЕСА научници у основи су смањили тај концепт у један свемирски брод - ЛИСА Патхфиндер. Унутар свемирског брода налазе се две килограма златно-платинске масе од два килограма које су пуштене у вакуумску комору у фебруару, са првим даном рада који почиње 1. марта. Објекти су преблизу један другом да би се мерио гравитациони талас али окружење ЛИСА Патхфиндер омогућава научницима да утврде да ли је могуће да ови објекти постигну савршен слободан пад у којем је њихово кретање контролисано само гравитацијом. Опсерваторији великих размера била би потребна иста врста валидације - да спољашње силе не би имале претеран гравитациони утицај на објекте.

ЛИСА Патхфиндер је мјерио релативну акцелерацију између два објекта помоћу ласерског интерферометра који је могао открити промјене на скали мањој од десет милионитих милијарди Земљиног гравитацијског убрзања - што одговара тежини вируса на Земљи. Ево шта је још лудије: "сметња" коју је мерила летелица била је 100 пута нижа него што су очекивали научници ЕСА-е. Способност мјерења истинског слободног пада је кључна прекретница према студији великих гравитацијских валова у свемиру, а сада ЛИСА пројект ставља на краћи пут ка крајњем циљу изградње и покретања опсерваторије гравитационих валова.

ЕСА је предложила годину покретања 2034. године за опсерваторију великих гравитационих таласа. Ласери би мерили флуктуације у објектима одвојеним милионима миља у три свемирске летелице смештене на троугао начин.