ພາລະກິດຂອງ LISA: ເຄື່ອງກວດຈັບຄື້ນແຮງໂນ້ມຖ່ວງທີ່ອີງໃສ່ອາວະກາດໄດ້ນຳ ESA ໄປກ່ອນ

ເລເຊີ Interferometer Space ພາລະກິດເສົາອາກາດ (LISA) ໄດ້ຮັບການເດີນຫນ້າຂອງເອີຣົບ Space ອົງການ (ESA). ນີ້ເປັນການປູທາງໃຫ້ແກ່ການພັດທະນາອຸປະກອນແລະຍານອາວະກາດເລີ່ມຕົ້ນເດືອນມັງກອນ 2025. ພາລະກິດແມ່ນນໍາພາໂດຍ ESA ແລະເປັນຜົນຂອງການຮ່ວມມືລະຫວ່າງ ESA, ລັດສະມາຊິກຂອງຕົນ. ຊ່ອງ ອົງການ, ອົງການ NASA, ແລະກຸ່ມນັກວິທະຍາສາດສາກົນ.

ກໍານົດຈະເປີດຕົວໃນປີ 2035, LISA ຈະເປັນຄັ້ງທໍາອິດ ຊ່ອງບົນພື້ນຖານ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ observatory ອຸທິດຕົນເພື່ອການຊອກຄົ້ນຫາແລະການສຶກສາຂອງ millihertz ripples ທີ່ເກີດຈາກການບິດເບືອນໃນ fabric ຂອງ ຊ່ອງ- ເວລາ (ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ) ໃນທົ່ວ ຈັກກະວານ.

ບໍ່ເຫມືອນກັບພື້ນຖານ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ເຄື່ອງກວດຈັບ (LIGO, VIRGO, KAGRA, ແລະ LIGO India) ທີ່ກວດພົບ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງ 10 Hz ຫາ 1000 Hz, LISA ຈະຖືກອອກແບບເພື່ອກວດຫາ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ຂອງຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ຍາວກວ່າຫຼາຍໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຕໍ່າລະຫວ່າງ 0.1 mHz ແລະ 1 Hz.

ຄວາມຖີ່ຕໍ່າສຸດ (10^-9-10^-8Hz) ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ (GWs) ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນຈາກອາທິດຫາປີຈາກ binary supermassive ຮູ ດຳ ສາມາດກວດພົບໄດ້ໂດຍໃຊ້ພື້ນຖານ Pulsar Timing Arrays (PTAs). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ (GWs) ທີ່ມີຄວາມຖີ່ລະຫວ່າງ 0.1 mHz ແລະ 1 Hz ບໍ່ສາມາດກວດພົບໄດ້ໂດຍ LIGO ຫຼື Pulsar Timing Arrays (PTAs) - ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນຂອງ GWs ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຍາວເກີນໄປສໍາລັບ LIGO ແລະສັ້ນເກີນໄປສໍາລັບ PTAs ທີ່ຈະກວດພົບ. ເພາະສະນັ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການ ຊ່ອງ-based ເຄື່ອງກວດ GW.

LISA ຈະເປັນກຸ່ມດາວຂອງຍານອະວະກາດ 2.5 ລໍາໃນການສ້າງຕັ້ງສາມຫຼ່ຽມເທົ່າທີ່ຖືກຕ້ອງຢູ່ໃນອາວະກາດ. ແຕ່ລະດ້ານຂອງສາມຫຼ່ຽມຈະຍາວ XNUMX ລ້ານກິໂລແມັດ. ການສ້າງຕັ້ງນີ້ (ຂອງສາມ spacecrafts) ຈະ orbit ຕາເວັນຢູ່ໃນ heliocentric ຕິດຕາມໂລກ orbit ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ 50 ຫາ 65 ລ້ານກິໂລແມັດຈາກໂລກ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຍານອາວະກາດສະເລ່ຍ 2.5 ລ້ານກິໂລແມັດ. ການຕັ້ງຄ່າທີ່ອີງໃສ່ອາວະກາດນີ້ເຮັດໃຫ້ LISA ເປັນເຄື່ອງກວດຈັບຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ສຸດເພື່ອສຶກສາຄວາມຖີ່ຕໍ່າ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ທີ່ເຄື່ອງກວດຈັບພື້ນດິນບໍ່ສາມາດ.

ສໍາລັບການກວດຫາ GWs, LISA ຈະໃຊ້ມະຫາຊົນທົດສອບຄູ່ (ກ້ອນທອງ-platinum cubes) ຟຣີທີ່ລອຍຢູ່ໃນຫ້ອງພິເສດທີ່ຢູ່ໃຈກາງຂອງຍານອາວະກາດແຕ່ລະຍານ. ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ripples ຈະເຮັດໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສຸດໃນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງມະຫາຊົນການທົດສອບໃນຍານອະວະກາດທີ່ຈະໄດ້ຮັບການວັດແທກໂດຍຜ່ານ laser interferometry. ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍພາລະກິດຂອງ LISA Pathfinder, ເທັກໂນໂລຍີນີ້ສາມາດວັດແທກການປ່ຽນແປງຂອງໄລຍະຫ່າງໄດ້ເຖິງສອງສາມຕື້ຂອງ millimeters.

LISA ຈະກວດພົບ GWs ທີ່ເກີດຈາກການລວມຕົວຂອງ supermassive ຮູ ດຳ ຢູ່ໃຈກາງຂອງ galaxies ດັ່ງນັ້ນຈະສ່ອງແສງກ່ຽວກັບການ evolution ຂອງ galaxies. ພາລະກິດຍັງຄວນຈະກວດພົບ gravitational ຄາດຄະເນ 'ສຽງດັງ' ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນປັດຈຸບັນເບື້ອງຕົ້ນຂອງ ຈັກກະວານ ໃນວິນາທີທໍາອິດຫຼັງຈາກສຽງປັ້ງໃຫຍ່.

***

ເອກະສານ:

ESA. ຂ່າວ -Capturing the ripples of spacetime: LISA ກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ. Posted on 25 ມັງກອນ 2024. Available at https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead

NASA. ລີຊາ. ມີຢູ່ https://lisa.nasa.gov/

Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Laser Interferometer Space ເສົາອາກາດ. Preprint arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786

Baker et al. 2019. ເລເຊີ Interferometer Space ເສົາອາກາດ: ເປີດເຜີຍຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງຂອງ Millihertz Gravitational Wave Sky. Preprint arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482

***

Philippe Jetzer, ມະຫາວິທະຍາໄລ Zurich

***

ການແກ້ໄຂຄວາມລຶກລັບທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຈັກກະວານ - ກັບ Gianfranco Bertone

***