हाल ही में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) ने अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण तरंगों को मापने के लिए पहली प्रायोगिक परियोजना को आधिकारिक तौर पर मंजूरी दे दी है। लेजर इंटरफेरोमेट्रिक स्पेस एंटीना (एलआईएसए) नामक परियोजना, 2.5 मिलियन किलोमीटर से अधिक के भीतर लेजर बीम के प्रसार के सटीक समय का विश्लेषण करके सुपरमैसिव ब्लैक होल के विलय जैसी ब्रह्मांडीय घटनाओं से उत्पन्न अंतरिक्ष-समय में बड़े पैमाने पर तरंगों का पता लगाएगी। सौर - मण्डल।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने 25 जनवरी को घोषणा की कि अरबों यूरो के मिशन का निर्माण 2025 में शुरू होगा, जिसमें 2035 में लॉन्च की योजना है। जर्मनी के गार्सिंग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के खगोल भौतिकीविद् वेलेरिया कोरोल, जो एलआईएसए सहयोग के सदस्य हैं, ने कहा, "मिशन अत्यधिक अभिनव है और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोतों पर एक खिड़की खोलेगा जिसे केवल एलआईएसए ही पता लगा सकता है।" टीम।
ग्राउंड-आधारित डिटेक्टरों की तुलना में एलआईएसए को जो अद्वितीय बनाता है, वह कम आवृत्तियों पर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने की क्षमता है, जिसका अर्थ है कि यह बहुत बड़ी और अधिक दूर की ब्रह्मांडीय घटनाओं पर प्रकाश डाल सकता है, जैसे कि ब्लैक होल एक-दूसरे की परिक्रमा कर रहे हैं, जो कि दायरे में बहुत बड़े हैं। और 2015 में ग्राउंड-आधारित लेजर इंटरफेरोमेट्रिक ग्रेविटेशनल वेव ऑब्ज़र्वेटरी (एलआईजीओ) द्वारा पहली बार पता लगाए गए की तुलना में दूरी।
जर्मनी के हनोवर में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर ग्रेविटेशनल फिजिक्स के निदेशक और एलआईएसए कंसोर्टियम के प्रमुख कार्स्टन डेंज़मैन याद करते हैं, जिन्होंने मूल रूप से 31 साल पहले एलआईएसए के लिए प्रस्ताव लिखा था, एलआईएसए परियोजना को बनने में काफी समय लग गया है। प्रयोग का उद्देश्य उस दूरी को मापकर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना है (एक मीटर के निकटतम खरबवें हिस्से तक) जिस पर एक लेजर लाखों किलोमीटर दूर द्रव्यमान के दो बिंदुओं के बीच इतनी सटीकता से यात्रा करता है कि वस्तुतः स्पेसटाइम के अलावा कुछ भी गति को प्रभावित नहीं कर सकता है। बड़े पैमाने पर अंक। कार्स्टन डेंज़मैन को विश्वास है कि परियोजना सफल होगी, उन्होंने कहा कि "पहले लोगों ने सोचा कि यह विचार हास्यास्पद था, लेकिन मैंने उनसे कहा कि बस धैर्य रखें।"
एलआईएसए मिशन स्वर्ण त्रिभुज:अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाना
एलआईएसए कार्यक्रम में तीन समान रूप से कॉन्फ़िगर किए गए अंतरिक्ष यान शामिल होंगे जो एक समबाहु त्रिभुज संरचना में सूर्य की परिक्रमा करेंगे (चित्र 1)। प्रत्येक अंतरिक्ष यान के अंदर सोने और प्लैटिनम से बना 4.6 सेमी लंबा तैरता हुआ घन है। इन घनों के बीच सापेक्ष दूरी को सटीक रूप से मापने के लिए लेजर का उपयोग करके, एलआईएसए बहुत उच्च परिशुद्धता (पिकोमीटर के क्रम में, या एक मिलीमीटर के एक अरबवें हिस्से) के साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों से प्रेरित सूक्ष्म स्थानिक और लौकिक विविधताओं का पता लगाने में सक्षम है। ऐसे परिवर्तन विशाल वस्तुओं की त्वरित गति से उत्पन्न होते हैं। ये बारीक माप एलआईएसए को गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत को इंगित करने की अनुमति देते हैं, वेलेरिया कोरोल एक उपकरण का वर्णन "विज्ञान कथा से एक उपकरण" के रूप में करती हैं।
चित्र 1 एलआईएसए मिशन अंतरिक्ष यान का वैचारिक आरेख। 3 उपग्रह सूर्य के चारों ओर कक्षा में एक त्रिकोण बनाएंगे।
कार्स्टन डेंज़मैन बताते हैं कि इतनी दूरी पर उच्च-सटीक माप करने की चुनौतियों के बावजूद, अंतरिक्ष वातावरण जमीन की तुलना में ऐसे प्रयोगों के लिए अधिक अनुकूल है। अंतरिक्ष में कंपन, वायुमंडलीय गड़बड़ी और अन्य दोलनों की अनुपस्थिति प्रयोगों के लिए लगभग पूर्ण निर्वात प्रदान करती है। हालाँकि, प्रौद्योगिकी की जटिलता के लिए आवश्यक है कि उपकरण अत्यंत विश्वसनीय हो, क्योंकि एक बार लॉन्च होने के बाद इसे आसानी से साइट पर मरम्मत नहीं किया जा सकता है।
एलआईएसए परियोजना को 300, 000 किलोमीटर और 3 बिलियन किलोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य पर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, एक सीमा जो जमीन-आधारित लेजर इंटरफेरोमेट्रिक ग्रेविटेशनल वेव ऑब्ज़र्वेटरी (एलआईजीओ) और की पता लगाने की क्षमताओं के बीच अंतर को भरती है। पल्सर समय सारणी. यह LIGO की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य पर और पल्सर टाइमिंग एरे की तुलना में अपेक्षाकृत कम तरंग दैर्ध्य पर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगा सकता है। वर्तमान में, पल्सर टाइमिंग ऐरे कुछ तारों को "बीकन" के रूप में उपयोग करके पूरी आकाशगंगा में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण और अध्ययन करने के लिए अनुसंधान कर रहा है, जो समय-समय पर संकेत उत्सर्जित करते हैं जो वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण तरंगों की लंबी तरंग दैर्ध्य का पता लगाने में मदद करते हैं।
एलआईएसए और गुरुत्वाकर्षण तरंग जांच पर वैश्विक सहयोग की संभावनाएं
कार्स्टन डेंज़मैन बताते हैं कि विभिन्न प्रयोग अपनी अनूठी घटनाओं का निरीक्षण करते हैं और पूरक डेटा प्रदान करते हैं, जैसे रेडियो दूरबीन और दृश्य-प्रकाश उपकरण करते हैं। अपने विशाल आकार के कारण, एलआईएसए सुपरमैसिव ब्लैक होल विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम होगा, साथ ही एलआईजीओ द्वारा टकराव के चरण में पहले उत्सर्जित संकेतों का भी पता लगा सकेगा। एलआईएसए से पहले कभी न देखी गई ब्रह्मांडीय घटनाओं को भी उजागर करने की उम्मीद है। जैसे ब्लैक होल के आकार से परे सफेद बौने टकराव और असमान द्रव्यमान के बाइनरी ब्लैक होल विलय।
वेलेरिया कोरोल ने कहा, खगोलविदों को उम्मीद है कि प्रयोग प्रारंभिक ब्रह्मांड में उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि शोर का पता लगाएगा, जिसकी सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई है, और संभावित रूप से शुरुआती ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित संकेतों को पकड़ सकता है। एलआईएसए से वैज्ञानिकों को अधिक सटीक रूप से यह समझने में मदद मिलने की उम्मीद है कि की दर कैसी है ब्रह्मांड का विस्तार उसके द्वारा खोजी गई गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोतों की दूरी को मापने से बदल गया है।
चीन 2030 के दशक में अपने स्वयं के अंतरिक्ष गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों को लॉन्च करने की भी योजना बना रहा है, जिन्हें स्पेस ग्रेविटेशनल वेव डिटेक्शन "ताईजी प्रोग्राम" और "तियानकिन प्रोग्राम" के रूप में जाना जाता है। चीन के अंतरिक्ष गुरुत्वाकर्षण तरंग पहचान कार्यक्रम को एलआईएसए परियोजना के विकास से सहायता मिली है, जो इसके कार्यान्वयन की संभावना को बढ़ाता है। "तियानकिन कार्यक्रम" के कार्यक्रम को चीनी कार्यक्रम के रूप में जाना जाता है, और यूरोपीय एलआईएसए कार्यक्रम के विपरीत, इसका लक्ष्य 2035 के आसपास भूकेन्द्रित कक्षाओं में तीन सर्व-तुल्यकालिक उपग्रहों को ऊंचाई पर तैनात करके एक अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला का निर्माण करना है। गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अंतरिक्ष पता लगाने के लिए लगभग 100,500 किलोमीटर, लगभग 170,70 किलोमीटर की भुजा की लंबाई के साथ एक समबाहु त्रिकोणीय तारामंडल का निर्माण करते हुए "तियानकिन"। "ताइजी योजना" मूल रूप से यूरोपीय एलआईएसए योजना के समान है, पृथ्वी से लगभग 50 मिलियन किलोमीटर दूर हेलियोसेंट्रिक कक्षा में, तीन समान उपग्रहों को लॉन्च करना, केंद्र के रूप में सूर्य के साथ तीन सितारा निर्माण कक्षा, डिजाइन हस्तक्षेप करने वाली भुजा की भुजा की लंबाई अर्थात उपग्रह की दूरी 3 मिलियन किलोमीटर है। तियानकिन, एलआईएसए, ताईजी तीन योजनाएं, पूर्व एक भूगर्भिक कक्षा कार्यक्रम है, बाद वाले दो हेलियोसेंट्रिक कक्षा कार्यक्रम हैं, एक ही कोर तकनीक की आवश्यकता है, उनकी अपनी अलग-अलग तकनीकी कठिनाइयां भी हैं, लेकिन अंतरिक्ष गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाना पूरक है। ईएसए द्वारा एलआईएसए कार्यक्रम की मंजूरी वैज्ञानिक समुदाय में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।
