کشش ثقل کی لہر کا پتہ لگانے والا LIGO اسے مزید حساس بنانے کے لیے دلچسپ اپ گریڈ کے ساتھ آخر کار آن لائن ہو گیا ہے۔

تین سال کے وقفے کے بعد، امریکہ میں سائنس دانوں نے ابھی قابل ڈیٹیکٹرز کو آن کیا ہے۔ کشش ثقل کی لہروں کی پیمائشچھوٹی چھوٹی لہریں خلائی خود جو کائنات میں سفر کرتا ہے۔

روشنی کی لہروں کے برعکس، کشش ثقل کی لہریں تقریباً ہیں۔ کہکشاؤں، ستاروں، گیس اور دھول سے بغیر کسی رکاوٹ کے جو کائنات کو بھر دیتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ کشش ثقل کی لہروں کی پیمائش کرکے، میرے جیسے فلکیاتی طبیعیات دان کائنات میں سب سے زیادہ شاندار مظاہر میں سے کچھ کے دل میں براہ راست جھانک سکتے ہیں.

2020 سے، لیزر انٹرفیومیٹرک گروویٹیشنل-ویو آبزرویٹری — جسے عام طور پر جانا جاتا ہے LIGO- غیر فعال بیٹھا ہے جب کہ اس میں کچھ دلچسپ اپ گریڈ ہوئے۔ یہ بہتری آئے گی۔ نمایاں طور پر حساسیت کو فروغ دینا LIGO کی اور اس سہولت کو زیادہ دور دراز چیزوں کا مشاہدہ کرنے کی اجازت دینی چاہیے جو چھوٹے لہریں پیدا کرتی ہیں خلائی وقت.

کشش ثقل کی لہروں کو تخلیق کرنے والے مزید واقعات کا پتہ لگانے سے، ماہرین فلکیات کے لیے انہی واقعات سے پیدا ہونے والی روشنی کا مشاہدہ کرنے کے مزید مواقع بھی ہوں گے۔ ایک واقعہ دیکھ کر معلومات کے متعدد چینلز کے ذریعے، ایک نقطہ نظر کہا جاتا ہے ملٹی میسنجر فلکیات، ماہرین فلکیات فراہم کرتا ہے۔ نایاب اور مائشٹھیت مواقع کسی بھی لیبارٹری ٹیسٹنگ کے دائرے سے کہیں زیادہ فزکس کے بارے میں جاننے کے لیے۔

اسپیس ٹائم میں لہریں

کے مطابق آئن سٹائن کا نظریہ عمومی رشتہ داری۔، بڑے پیمانے پر اور توانائی جگہ اور وقت کی شکل کو خراب کرتے ہیں۔ اسپیس ٹائم کا موڑنا اس بات کا تعین کرتا ہے کہ اشیاء ایک دوسرے کے حوالے سے کس طرح حرکت کرتی ہیں — لوگ کشش ثقل کے طور پر کیا تجربہ کرتے ہیں۔

کشش ثقل کی لہریں اس وقت پیدا ہوتی ہیں جب بڑے پیمانے پر اشیاء پسند کرتی ہیں۔ بلیک ہولز یا نیوٹران ستارے ایک دوسرے سے مل جاتے ہیں۔خلا میں اچانک بڑی تبدیلیاں پیدا کرنا۔ اسپیس وارپنگ اور فلیکسنگ کا عمل پوری کائنات میں لہریں بھیجتا ہے جیسے a ایک ساکن تالاب میں لہر. یہ لہریں کسی خلل سے تمام سمتوں میں سفر کرتی ہیں، لمحہ بہ لمحہ خلا کو موڑتی ہیں جیسا کہ وہ ایسا کرتی ہیں اور اپنے راستے میں موجود اشیاء کے درمیان فاصلہ کو قدرے تبدیل کرتی ہیں۔

[سرایت مواد]

اگرچہ فلکیاتی واقعات جو کشش ثقل کی لہریں پیدا کرتے ہیں ان میں کائنات کی کچھ سب سے بڑی اشیاء شامل ہوتی ہیں، لیکن خلا کا کھینچنا اور سکڑنا لامحدود حد تک چھوٹا ہے۔ آکاشگنگا سے گزرنے والی ایک مضبوط کشش ثقل کی لہر پوری کہکشاں کے قطر کو صرف تین فٹ (ایک میٹر) تک بدل سکتی ہے۔

پہلی کشش ثقل کی لہر کا مشاہدہ

اگرچہ پہلی بار آئن سٹائن نے 1916 میں پیشین گوئی کی تھی، اس دور کے سائنس دانوں کو کشش ثقل کی لہروں کے نظریہ کے ذریعے طے شدہ فاصلے میں ہونے والی چھوٹی تبدیلیوں کی پیمائش کرنے کی بہت کم امید تھی۔

سال 2000 کے آس پاس، کالٹیک، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی، اور دنیا بھر کی دیگر یونیورسٹیوں کے سائنسدانوں نے اس کی تعمیر مکمل کر لی جو بنیادی طور پر اب تک کی سب سے زیادہ درست حکمران ہے۔LIGO.

LIGO دو الگ الگ رصد گاہوں پر مشتمل ہے۔، جس میں ایک ہینفورڈ، واشنگٹن میں واقع ہے، اور دوسرا لیونگسٹن، لوزیانا میں۔ ہر رصد گاہ کی شکل دیو ایل کی طرح ہے جس کے دو، 2.5 میل لمبے (چار کلومیٹر طویل) بازو مرکز کے مرکز سے 90 ڈگری پر ایک دوسرے تک پھیلے ہوئے ہیں۔

کشش ثقل کی لہروں کی پیمائش کرنے کے لیے، محققین سہولت کے مرکز سے ایل کی بنیاد تک ایک لیزر کو چمکاتے ہیں۔ وہاں، لیزر کو اس طرح تقسیم کیا جاتا ہے کہ ایک شہتیر ہر بازو کے نیچے سفر کرتا ہے، آئینے سے منعکس ہوتا ہے اور بنیاد پر واپس آجاتا ہے۔ اگر لیزر چمکنے کے دوران ایک کشش ثقل کی لہر بازوؤں سے گزرتی ہے، تو دونوں شہتیر کبھی بھی قدرے مختلف اوقات میں مرکز میں واپس آجائیں گے۔ اس فرق کی پیمائش کرکے، طبیعیات دان یہ جان سکتے ہیں کہ ایک کشش ثقل کی لہر اس سہولت سے گزری ہے۔

LIGO نے کام کرنا شروع کیا۔ 2000 کی دہائی کے اوائل میں، لیکن یہ کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے لیے اتنا حساس نہیں تھا۔ لہذا، 2010 میں، LIGO ٹیم نے کارکردگی دکھانے کے لیے اس سہولت کو عارضی طور پر بند کر دیا حساسیت کو بڑھانے کے لیے اپ گریڈ. LIGO کا اپ گریڈ ورژن شروع ہو گیا۔ 2015 میں اور تقریباً فوراً ڈیٹا اکٹھا کرنا کشش ثقل کی لہروں کا پتہ چلا دو بلیک ہولز کے انضمام سے پیدا ہوتا ہے۔

2015 سے، LIGO مکمل ہو چکا ہے۔ تین مشاہدہ چلتا ہے. پہلا، O1 چلائیں، تقریباً چار ماہ تک جاری رہا۔ دوسرا، O2، تقریباً نو ماہ؛ اور تیسرا، O3، 11 مہینوں تک دوڑتا رہا اس سے پہلے کہ COVID-19 وبائی امراض نے سہولیات کو بند کرنے پر مجبور کیا۔ رن O2 کے ساتھ شروع کرتے ہوئے، LIGO مشترکہ طور پر ایک کے ساتھ مشاہدہ کر رہا ہے۔ اطالوی آبزرویٹری جسے ورگو کہتے ہیں۔.

ہر رن کے درمیان، سائنسدانوں نے ڈیٹیکٹرز اور ڈیٹا کے تجزیہ کے طریقوں کے جسمانی اجزاء کو بہتر بنایا۔ مارچ 3 میں رن O2020 کے اختتام تک، LIGO اور Virgo کے تعاون کے محققین نے پتہ لگا لیا تھا تقریباً 90 کشش ثقل کی لہریں بلیک ہولز اور نیوٹران ستاروں کے ضم ہونے سے۔

رصد گاہیں اب بھی موجود ہیں۔ ابھی تک ان کی زیادہ سے زیادہ ڈیزائن حساسیت حاصل نہیں ہوئی ہے۔. لہذا، 2020 میں، دونوں رصد گاہیں اپ گریڈ کے لیے بند ہو گئیں۔ ابھی تک.

کچھ اپ گریڈ کرنا

سائنسدان اس پر کام کر رہے ہیں۔ بہت سے تکنیکی بہتری.

ایک خاص طور پر امید افزا اپ گریڈ جس میں 1,000 فٹ (300 میٹر) شامل کرنا شامل ہے۔ آپٹیکل گہا بہتر بنانے کے لیے نچوڑنے والی تکنیک. نچوڑنا سائنسدانوں کو روشنی کی کوانٹم خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے پکڑنے والے شور کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس اپ گریڈ کے ساتھ، LIGO ٹیم کو پہلے سے کہیں زیادہ کمزور کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے قابل ہونا چاہیے۔

میرے ساتھی اور میں LIGO تعاون میں ڈیٹا سائنسدان ہیں، اور ہم متعدد مختلف اپ گریڈ پر کام کر رہے ہیں LIGO ڈیٹا پر کارروائی کرنے کے لیے استعمال ہونے والا سافٹ ویئر اور الگورتھم جو تسلیم کرتے ہیں۔ اس ڈیٹا میں کشش ثقل کی لہروں کی نشانیاں. یہ الگورتھم مماثل نمونوں کو تلاش کرکے کام کرتے ہیں۔ لاکھوں کے نظریاتی ماڈل ممکنہ بلیک ہول اور نیوٹران اسٹار کے انضمام کے واقعات۔ بہتر الگورتھم کو الگورتھم کے پچھلے ورژنوں کے مقابلے ڈیٹا میں پس منظر کے شور سے کشش ثقل کی لہروں کے دھندلے نشانات کو زیادہ آسانی سے چننے کے قابل ہونا چاہیے۔

فلکیات کا ایک ہائی ڈیف دور

مئی 2023 کے اوائل میں، LIGO نے ایک مختصر ٹیسٹ رن شروع کیا جسے انجینئرنگ رن کہا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سب کچھ کام کر رہا ہے۔ 18 مئی کو، LIGO نے ممکنہ طور پر کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگایا بلیک ہول میں ضم ہونے والے نیوٹران ستارے سے پیدا ہوتا ہے۔.

LIGO کا 20 ماہ کا مشاہدہ 04 سرکاری طور پر چلتا ہے۔ 24 مئی کو شروع ہوا، اور بعد میں اس میں کنیا اور ایک نئی جاپانی رصد گاہ - کامیوکا گروویٹیشنل ویو ڈیٹیکٹر، یا کاگرا شامل ہو جائے گی۔

اگرچہ اس دوڑ کے لیے بہت سے سائنسی اہداف ہیں، خاص طور پر کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے اور ان کو حقیقی وقت میں مقامی بنانے پر توجہ دی جاتی ہے۔ اگر ٹیم کشش ثقل کی لہر کے واقعے کی نشاندہی کر سکتی ہے، یہ معلوم کر سکتی ہے کہ یہ لہریں کہاں سے آئیں اور دوسرے فلکیات دانوں کو ان دریافتوں سے جلدی سے آگاہ کر سکیں، یہ ماہرین فلکیات کو دیگر دوربینوں کی طرف اشارہ کرنے کے قابل بنائے گی جو مرئی روشنی، ریڈیو لہروں، یا ماخذ پر ڈیٹا کی دیگر اقسام کو جمع کرتی ہیں۔ کشش ثقل کی لہر کا ایک واقعہ پر معلومات کے متعدد چینلز جمع کرنا۔ملٹی میسنجر ایسٹرو فزکسیہ ایک سیاہ اور سفید خاموش فلم میں رنگ اور آواز کو شامل کرنے کے مترادف ہے اور یہ فلکی طبیعی مظاہر کی بہت گہری سمجھ فراہم کر سکتا ہے۔

ماہرین فلکیات نے صرف ایک واقعہ کا مشاہدہ کیا ہے۔ کشش ثقل کی لہروں اور نظر آنے والی روشنی دونوں میں آج تک - کا انضمام 2017 میں دو نیوٹران ستارے دیکھے گئے۔. لیکن اس ایک واقعہ سے، ماہرین طبیعیات کا مطالعہ کرنے کے قابل تھے۔ کائنات کی توسیع اور ان میں سے کچھ کی اصلیت کی تصدیق کریں۔ کائنات کے سب سے زیادہ توانائی بخش واقعات جانا جاتا ہے گاما رے پھٹنا.

رن O4 کے ساتھ، ماہرین فلکیات کو تاریخ کی سب سے حساس کشش ثقل کی لہروں کی رصد گاہوں تک رسائی حاصل ہوگی اور امید ہے کہ وہ پہلے سے کہیں زیادہ ڈیٹا اکٹھا کریں گے۔ میں اور میرے ساتھی پر امید ہیں کہ آنے والے مہینوں کے نتیجے میں ایک یا شاید بہت سے ملٹی میسنجر مشاہدات ہوں گے جو جدید فلکی طبیعیات کی حدود کو آگے بڑھائیں گے۔

یہ مضمون شائع کی گئی ہے گفتگو تخلیقی العام لائسنس کے تحت. پڑھو اصل مضمون.

تصویری کریڈٹ: ناسا کا گوڈارڈ اسپیس فلائٹ سینٹر/سکاٹ نوبل؛ نقلی ڈیٹا، ڈی اسکولی وغیرہ۔ 2018

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://singularityhub.com/2023/05/28/gravitational-wave-detector-ligo-is-finally-back-online-with-exciting-upgrades-to-make-it-way-more-sensitive/