คลื่นความโน้มถ่วง เอกภพก็จะส่งเสียงเช่นกัน และเสียงนี้แทบจะดังก้องไปทั่วทั้งเอกภพ เดินทางจากปลายด้านหนึ่งของดวงดาวไปยังอีกด้านหนึ่ง เมื่อเทห์ฟากฟ้าขนาดใหญ่เหลือเชื่อชนกันอย่างรุนแรงในอวกาศ พวกมันจะสร้างระลอกคลื่นอันทรงพลัง ที่สะท้อนไปทั่วจักรวาลเป็นเวลาหลายพันล้านปี ในปี 1916 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้อธิบายปัญหาของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในบทความทางวิทยาศาสตร์ของเขา และทำนายการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง
เพื่อตอบสนองต่อปัญหานี้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีเมตริกของแรงโน้มถ่วง และแก่นแท้ของมันคือความคิดหลอกๆ มันอธิบายรูปทรงเรขาคณิตเสาพลังงานที่แสดงถึงกาลอวกาศ และความสัมพันธ์ของช่องว่างที่อยู่ภายในกาลอวกาศนั้น สำหรับการเคลื่อนที่เฉื่อยในเรขาคณิตโค้งของกาลอวกาศในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่มีแรงโน้มถ่วงที่จะทำให้วัตถุเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางตรงตามธรรมชาติของมัน
แรงโน้มถ่วงสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นที่และเวลา สิ่งนี้จะเปลี่ยนเส้นทางที่ตรงที่สุดที่วัตถุจะตามมาตามธรรมชาติ คำอธิบายที่เรียบง่ายแบบคลาสสิกที่สุดคือ กาลอวกาศบอกว่าสสารจะเคลื่อนที่อย่างไร และสสารจะบอกว่ากาลอวกาศจะโค้งงออย่างไร การศึกษาสมการของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป นำไปสู่ผลลัพธ์ทางกายภาพมากมาย บางส่วนได้มาจากสัจพจน์ของทฤษฎี และอื่นๆ ซึ่งค่อยๆ ชัดเจนขึ้น
ในช่วงหลายปีของการวิจัยหลังจากการตีพิมพ์ครั้งแรกของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และในการทำนายในปี 1916 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เสนอว่าระลอกคลื่นในการวัดกาลอวกาศจะเดินทางด้วยความเร็วแสง นี่เป็นหนึ่งในหลายๆ การเปรียบเทียบระหว่างแรงโน้มถ่วงสนามอย่างอ่อนกับแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งคล้ายกับผลกระทบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร สิ่งพิเศษเกิดขึ้นเมื่อวัตถุขนาดใหญ่ 2 ชิ้น เช่น ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์โคจรรอบกันและกัน
อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เชื่อว่าการเคลื่อนไหวนี้จะทำให้เกิดระลอกคลื่นในอวกาศ เหมือนกับการโยนก้อนหินลงไปในน้ำ คลื่นความโน้มถ่วง ที่แรงที่สุดเกิดจากเหตุการณ์ภัยพิบัติ เช่น การชนกันของหลุมดำ หรือการระเบิดของซูเปอร์โนวา หรือการชนกันของดาวนิวตรอน คลื่นอื่นๆ อาจเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของดาวนิวตรอนทรงกลมที่ไม่สมบูรณ์ หรือแม้กระทั่งเศษรังสีที่เหลือจากบิกแบง เนื่องจากคลื่นความโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น จึงไม่สามารถสังเกตเห็นได้โดยตรง
นอกจากนี้ พวกมันยังเดินทางด้วยความเร็วแสง ซึ่งทำให้ยากแก่การสังเกต นักวิทยาศาสตร์ยุคแรกไม่เชื่อว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ และไม่มีความคืบหน้าอย่างแท้จริง หลักฐานแรกของคลื่นความโน้มถ่วงไม่ปรากฏจนกระทั่งปี 1974 20 ปีหลังจากการเสียชีวิตของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ หลักฐานแวดล้อมนี้มาจากการสลายตัวของวงโคจรของพัลซาร์คู่ของฮัลส์ เทย์เลอร์ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พบว่าตรงกับการสลายตัวที่ทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
เนื่องจากการสูญเสียพลังงานผ่านการแผ่รังสีความโน้มถ่วง ก่อนจะเข้าสู่การสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงอย่างเป็นทางการ เรามาทำความเข้าใจความรู้เกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงกันให้มากขึ้น ก่อนหน้านี้ เราได้อธิบายประสิทธิภาพทางกายภาพของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และแนวคิดพื้นฐานของคลื่นความโน้มถ่วง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์กล่าวว่าแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่สามารถบิดงอกาลอวกาศได้
โดยทั่วไป ยิ่งปริมาตรของปริภูมิที่กำหนดมีมวลมากเท่าใด ความโค้งของกาลอวกาศที่ขอบเขตปริมาตรก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เมื่อวัตถุที่มีมวลเคลื่อนที่ผ่านกาลอวกาศความโค้งจะเปลี่ยนไป เพื่อสะท้อนถึงตำแหน่งที่เปลี่ยนไปของวัตถุเหล่านั้น เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงผ่านผู้สังเกต ผู้สังเกตจะเห็นว่ากาลอวกาศบิดเบี้ยวเพราะความเครียดนี้ เมื่อคลื่นผ่านไป ระยะห่างระหว่างวัตถุจะเพิ่มขึ้น และลดลงเป็นจังหวะที่ความถี่เดียวกับคลื่น
ขนาดของผลกระทบนี้จะแปรผกผันกับระยะห่างจากแหล่งกำเนิดความโน้มถ่วงเช่นเหตุการณ์ขนาดใหญ่ เช่น การชนกันของดาวนิวตรอน ซึ่งเนื่องจากมวลของพวกมัน จะมีความเร่งอย่างมากเมื่อพวกมันเข้าใกล้กัน ดังนั้น เหตุการณ์การรวมตัวของดาวนิวตรอน จะทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงที่ทรงพลัง คลื่นความโน้มถ่วงสามารถแทรกซึมเข้าไปในบริเวณต่างๆ ของอวกาศ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถทำได้ และทำให้สามารถสังเกตการรวมตัวของหลุมดำ และวัตถุแปลกใหม่อื่นๆ ในจักรวาลอันไกลโพ้นได้
หากเป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงด้วยกล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงหรือวิทยุ ตามหลักการแล้วคลื่นความโน้มถ่วงสามารถมีอยู่ได้ทุกความถี่ แต่ไม่สามารถตรวจจับคลื่นความถี่ต่ำมากได้ และไม่มีแหล่งที่มาที่เชื่อถือได้สำหรับคลื่นความถี่สูงที่ตรวจจับได้ ในอดีต นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่จะสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงได้ยากเท่านั้น แต่เงื่อนไขทางเทคนิคที่สอดคล้องกันก็ยากที่จะบรรลุผลสำเร็จ
เพื่อทดสอบการทำนายของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกา และสหภาพโซเวียตได้คิดค้นเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตรีในทศวรรษที่ 1960 และในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริกต้นแบบ ถูกสร้างขึ้นโดยห้องปฏิบัติการวิจัยฮิวจ์ส นอกจากนี้ ด้วยการสนับสนุนของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ และสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย โครงการวิจัยที่เกี่ยวข้องจึงได้รับการรับรองความสามารถ และการสนับสนุนทางการเงิน
ในช่วงเวลาดังกล่าว การค้นพบพัลซาร์คู่ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีความหวัง การวัดการสลายตัวของคาบการโคจรพิสูจน์ การมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเทย์เลอร์และผู้ช่วยบัณฑิตของเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1993 ในปี 1981 มีการตรวจวัดการสลายตัวของคาบการโคจรในระบบสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และขนาดของการแสดงนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์อย่างสมบูรณ์ และอยู่ภายใต้ความไม่แน่นอนจากการสังเกตเล็กน้อย
จากช่วงเวลานี้จนถึงปลายทศวรรษที่ 1990 โครงการทดลอง และการสังเกตการณ์ที่เกี่ยวข้องประสบภาวะขึ้นๆ ลงๆ และกระบวนการของโครงการก็มีขึ้นมีลง จนกระทั่งในปี 2002 หอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงด้วยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์หรือเรียกสั้นๆ ว่า ไลโก ซึ่งก่อตั้งโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ และผู้บริหารมูลนิธิก็ได้เริ่มต้นขึ้นในที่สุด ไลโกจะดำเนินการหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง 2 แห่งพร้อมกัน
หอดูดาวไลโกและหอดูดาวไลโกแฮนฟอร์ด ระยะทางตามเส้นตรงของไซต์เหล่านี้บนพื้นโลกคือ 3,002 กิโลเมตร และระยะทางบนพื้นผิวคือ 3030 กิโลเมตร เนื่องจากคลื่นความโน้มถ่วงจะเดินทางด้วยความเร็วแสง ความแตกต่างของระยะทางส่วนนี้จะมากถึง 10 มิลลิวินาที เนื่องจากความแตกต่างของเวลาที่คลื่นความโน้มถ่วงมาถึง เมื่อใช้การเทียบค่าไตรเลตความแตกต่างของเวลาที่มาถึงสามารถช่วยระบุแหล่งที่มาของคลื่นได้
นานาสาระ: อาหาร อธิบายและให้ความรู้เกี่ยวกับอาหารที่ส่งผลดีสำหรับสุขภาพตับ
