שני מכשירים גדולים בצורת "L" המופרדים ב-1,865 מיילים מצותתים לאירועים הקיצוניים ביותר ביקום.

שני אתרי לייזר אינטרפרומטר כבידה (LIGO), הממוקמים בלואיזיאנה ובוושינגטון, הוטלו לאסוף את הסימנים הקלושים שנשלחו ליקום על ידי חורים שחורים המתנגשים בחלל העמוק.

ההתנגשויות האלה כל כך קיצוניות שהן ממש מעוותות את מרקם המרחב והזמן סביבן, כמו סלע שנפל לתוך נחל. עם זאת, האדוות - המכונות גלי כבידה - קשים ביותר לזיהוי.

"כל כך קשה לזהות גלי כבידה כי הם חלשים ביותר", אמר נרגיס מוואלוואלה, מדען LIGO שעובד ב-MIT, בדוא"ל. "למרות שכמות עצומה של אנרגיה משתחררת כאשר חורים שחורים מתנגשים, השפעת הגלים כאן על כדור הארץ, מיליארד שנים מאוחר יותר, היא זעירה".

למרות הסיכויים נגדם, מדענים כבר השתמשוLIGO כדי לזהות את ההתנגשויותשל שני זוגות שונים של חורים שחורים במרחק מיליארדי שנות אור מכדור הארץ. בכך הם אישרו את אחד החלקים האחרונים של תיאוריה שהציג לראשונה אלברט איינשטיין לפני יותר ממאה שנה.

אז איך LIGO עושה את זה?

איך LIGO עובד

כאשר אגל כבידהעובר דרך כדור הארץ, הוא מותח ומכווץ את זרועות המצפים רק בשבריר של פרוטון, אבל בגלל הרגישות הקיצונית של המכשירים של LIGO, מספיקה אפילו התנועה הקטנה הזו כדי שמדענים ידעו שגל כבידה היה שם.

מכיוון שמהירות האור קבועה, הוא אינו מושפע מהעווית של המרחב-זמן סביבו, כלומר לא משנה אם גל כבידה עובר דרכו או לא, האור פשוט ימשיך לנוע במהירות הרגילה שלו.

אם החומר מתעוות סביב האור - כפי שקורה כאשר גל כבידה עובר דרך חלקו של כדור הארץ בחלל - אז זה ישנה את המרחק שהאור צריך לעבור כדי להגיע לכל נקודה נתונה.

מדענים לקחו זאת בחשבון בתכנון LIGO על ידי בניית שתי זרועות זהות עם לייזר שעובר בכל אחת מהן.

שתי הזרועות של כל מצפה כוכבים הן באורך 4 קילומטרים, או 2.5 מיילים, ולמרות שזה עשוי להישמע בזבזני להחזיק שני מצפה כוכבים זהים בשני חלקים שונים של המדינה, זה למעשה הכרחי למחקר גלי כבידה.

אם רק מכשיר LIGO אחד קולט אות גל, אולי זה לא באמת מגל כבידה, אבל אם שניהם רואים את אותו הדבר בו-זמנית, סביר יותר שגל כבידה אכן עבר דרכו.

החוקרים המנהלים את המצפים יודעים בדיוק מתי הקצה של כל לייזר יקפוץ אל קצה הזרוע ויחזור לכיוון המרכז. אם שתי זרועות הלייזר אינן מתאימות בדיוק, זה אומר שהן ראו גל כבידה.

זה קורה בגלל שהגל מתרחב ומכווץ את הזרועות מעט כל כך בזמן שהוא עובר דרך כדור הארץ, כלומר הלייזר לא יתאים בדיוק באמצע.

"מה ש-LIGO היה צריך לעשות כדי לזהות את הגלים היה למדוד את תנועת המראות (עקב גל הכבידה החולף) שהייתה קטנה יותר מפרוטון בודד", אמר מוואלוואלה.

"תארו לעצמכם את זה, שימו מראות במרחק של 4 ק"מ [2.5 מייל] זו מזו וצפו בהן מתקרבות או מתרחקות זו לזו במרחק של אלפית מגודלו של פרוטון. זה היה ההישג הטכני של LIGO, שנדרש בגלל המיעוט [ ו]חולשת הגלים."

מפלים דרכך

החלק הכי מכופף את המוח של כל המבצע הוא כנראה העובדה שגלי הכבידה האלה עוברים גם בגופנו.

כאשר גלי כבידה מתפזרים החוצה דרך הקוסמוס, הם מעוותים את מרקם החלל והזמן, כך שהם לא רק משנים את זרועות המצפה, הם משנים גם את כל החומר האחר הסובב אותו.

עכשיו, זה לא כאילו תוכל להרגיש גל כבידה כשהוא עובר דרך חלקו של כדור הארץ בחלל. האדוות משנות רק במעט את מרקם המרחב והזמן, כך שזה לא משהו שאנחנו יכולים לתפוס בזמן שהוא מתרחש.

במילים אחרות, אדוות שנורו לחלל על ידי חורים שחורים שמתנגשים בהתפוצצויות מסיביות ומרעישות כדור הארץ עוברים בגופנו ואנחנו אפילו לא שמים לב.

LIGO תפס לראשונה רמזים להתנגשויות חורים שחורים אלה ב-14 בספטמבר 2015, כאשר הגלאים קלטו את גלי הכבידה הראשונים שלהם. כאשר הגלים הללו מתורגמים לצליל, נשמעת ההתנגשותמשהו כמו ציוץ.

באותו יום התעוות מרחב-זמן סביבנו, ואיפשרה למכשירים הרגישים למצוא את הגלים שלהם מפככים בקוסמוס.

חברי צוות LIGO הבינו שהגל נוצר על ידי שני חורים שחורים שהיו בערך פי 30 ממסת השמש שהתנגשו לפני כ-1.3 מיליארד שנים.

מדענים רוצים ללמוד יותר על הכבידה האלה כדי להבין איך העצמים שיוצרים אותם פועלים.

החוקרים עדיין לא יודעים הרבה על הפעולה הפנימית של חורים שחורים, אז על ידי לימוד הדרכים שבהן הם מתקשרים עם כוח הכבידה, הם יכולים להרכיב קצת יותר על איך העצמים המסתוריים האלה - ואחרים כמוהם - משתלבים מארג היקום שלנו.

ראה חורים שחורים מתנגשים ב-VR

צאו למסע VR בחלל ובזמן בפרק האחרון שלהאפשרי.

לחץ כאןכדי להוריד את האפליקציה Within לצפייההאפשרי.

בונוס: המדענים האלה מוכיחים שאיינשטיין טועה