15. december, 2010 | Flavio Gori

LISA - skupni projekt Ese in Nase

  • DELICIOUS
  • Google
  • RSS

Projekt bo preučeval gravitacijske valove sto let stare teorije Alberta Einsteina.

Skupina znanstvenikov in inženirjev iz Nasinega laboratorija JPL (Jet Propulsion Laboratory) iz Pasadene, Kalifornija, je naredila korak stran od občutenja gravitacijskih valov – valovanj v prostoru/času, kot jih je opredelil Albert Einstein na začetku prejšnjega stoletja.
Raziskovalna skupina je delala na projektu LISA (Laserska interferometrična antena), skupnem projektu Ese (Evropske vesoljske agencije) in Nase, ki ga bodo, če bo izbran, predvidoma izstrelili v vesolje do leta 2020.
Misija je zaznati šibke signale, kot je veter, ki bi jih morali sprožiti gravitacijski valovi, ki bodo šele deležni eksperimentalnega opazovanja. Zahtevna naloga.

Testi, ki so jih v JPL laboratoriju izvedli z Liso, so postali mejnik v raziskovanju in tako prvič pokazali, da je možno izločiti naključni šum, da lahko detektiramo komaj zaznavne zvoke valovanj, ki jih proizvajajo gravitacijske mase, kar zahteva izjemno natančne in točne meritve.

Pri tej misiji bo morda možno zaznati gravitacijske valove, ki bi jih po Einsteinu oddajali objekti z veliko maso v naši galaksiji Mlečni stezi, do najbolj oddaljenih galaksij, kar bi znanstvenikom omogočilo, da prisluhnejo nekemu čisto novemu jeziku našega vesolja.

Predvidena misija se sestoji iz orjaškega trikotnika, ki ga sestavljajo tri ločena vesoljska plovila, ki jih povezujejo laserski žarki, kar bi moralo zagotoviti zelo natančne meritve razdalj.
Ta naloga je skoraj tako kompleksna, kot če ‘bi poskušali najti proton v kopici sena’ saj so vesoljska plovila približno 5 000 000 000 metrov narazen in Lisa bi morala zaznati spremembe na razdalji v merilu 0.000000000005 metra!

V jedru tehnologije LISA je proces imenovan interferometrija, s katero bi bilo možno odkriti, če so se razdalje, ki jih prepotujejo laserski žarki in tako tudi razdalja med tremi vesoljskimi plovili, kaj spremenili zaradi gravitacijskih valov.

Vsi podatki recipročnih meritev s treh vesoljskih plovil so poslani na Zemljo, kjer jih s posebnimi softverskimi orodji pregledajo, zato da se izločijo morebitne interference, ki bi utegnile zmotiti meritve. Če ob koncu te pomembne faze potrditve ostanejo še kakšne razlike pri razdalji med tremi sateliti, potem to ne more biti zaradi drugega razloga kot zaradi gravitacijskih valov.

To je osnovna ideja. V bistvu obstaja več drugih dejavnikov, zaradi katerih je ta proces izjemno kompleksen. Predvsem vesoljska plovila niso pri miru. Seveda se premikajo zaradi razlogov, ki nimajo opravka z gravitacijskimi valovi. Še ena težava je šum, ki ga prispeva sam laserski žarek. Kako bomo vedeli, ali se je vesoljsko plovilo premaknilo zaradi gravitacijskih valov, ali pa je šum, ki ga je ustvaril laser, tisti, zaradi katerega je videti, da se je vesoljsko plovilo premaknilo?

To so vprašanja, ki so jih raziskovalci Nase in Ese nedavno zastavili in na katera so poskušali odgovoriti v laboratoriju na Zemlji, ki posnema tisto, kar bo sistem LISA doživljal v vesolju. Za to, da se lahko spoprimejo s tem vprašanjem, so znanstveniki uvedli v laserski žarek naključen šum in potem preko kompleksne obdelave podatkov, zmanjšali večji del šuma. Na koncu te zelo občutljive faze so lahko označili tisto, kar z induciranim šumom ni imelo nič skupnega.
Njihov uspeh je pokazal, da so lahko videli spremembe v razdaljah med vesoljskimi plovili na lestvici pikometrov.

Odličen rezultat je raziskavo ene najbolj ekstremnih napovedi Alberta Einsteina po stotih letih naredil predstavljivo, ni pa je mogoče preveriti eksperimentalno. Sedaj nam lahko LISA resnično pomaga razumeti vesolje, v katerem živimo po zaslugi vpogledov skupine raziskovalcev iz Nase in Ese.

V teh mesecih laserska (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation oz. Ojačevanje svetlobe s spodbujanim sevanjem valovanja) tehnologija, h kateri je Albert Einstein bistveno prispeval, praznuje 50. obletnico.

Flavio Gori

 


  • DELICIOUS
  • Google
  • RSS

Komenitiranje tega prispevka ni dovoljeno.