Το υπόγειο Τηλεσκόπιο Einstein θα εγκαινιάσει μια νέα εποχή για την Αστρονομία

Τον Σεπτέμβριο του 2017, η Σουηδική Ακαδημία Επιστημών ανακοίνωσε την απονομή του βραβείου Νόμπελ Φυσικής σε τρεις Φυσικούς που συμμετείχαν στη συνεργασία LIGO/VIRGO, το πείραμα που είναι υπεύθυνο για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων που επηρεάζουν τον πλανήτη μας.

Τώρα το πείραμα που θα μπορούσε να πάρει τη σκυτάλη από το LIGO/VIRGO αρχίζει να παίρνει σάρκα και οστά. Πρόκειται για το τηλεσκόπιο Einstein, ένα νέο όργανο που θα συνεχίσει την αναζήτηση αυτών των κυμάτων κάτω από την επιφάνεια της Γης.

Το project διεξάγεται από διάφορα ιδρύματα που συντονίζονται μέσω της γερμανικής κοινότητας του τηλεσκοπίου Einstein. Λίγα είναι γνωστά για το project αυτή τη στιγμή, αλλά τα αρχικά σχέδια υποδηλώνουν προϋπολογισμό 1,8 δισεκατομμυρίων ευρώ και λειτουργικό κόστος 40 εκατομμυρίων ευρώ ετησίως. Η κατασκευή του οργάνου αναμένεται επίσης να ξεκινήσει το 2026 και να τεθεί σε λειτουργία το 2035.

Το τηλεσκόπιο θα είναι παρόμοιο με το LIGO/VIRGO, ένα τρίγωνο κατά μήκος των κορυφών του οποίου θα εκπέμπονται ακτίνες λέιζερ. Η τοποθεσία του νέου οργάνου θα μπορούσε να βρίσκεται στα τριπλά σύνορα μεταξύ Γερμανίας, Βελγίου και Κάτω Χωρών. Η ακριβής τοποθεσία του, ωστόσο, αναμένεται να ανακοινωθεί αργότερα φέτος.

Τα συμβατικά τηλεσκόπια, από τα οπτικά έως τα ραδιοτηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων όπως το James Webb, συλλαμβάνουν κύματα σε διάφορα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, ορατό φως, υπέρυθρες ακτίνες, ραδιοκύματα… Ωστόσο, δεν είναι τα μόνα κύματα που διαδίδονται στο Σύμπαν. Κατά την ανάπτυξη της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, ο Albert Einstein προέβλεψε ότι θα υπήρχε ένας άλλος τύπος κύματος: τα βαρυτικά κύματα. Έναν αιώνα αργότερα, και συγκεκριμένα το 2015, ανιχνεύτηκαν για πρώτη φορά.

Τώρα, τα όργανα που είναι ικανά να ανιχνεύσουν αυτόν τον τύπο κυμάτων οδεύουν προς την τρίτη γενιά τους. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι αυτή των συμβολόμετρων laser. Σε αυτές τις συσκευές, μια δέσμη laser διαιρείται και στέλνεται μέσω δύο “βραχιόνων”. Στα άκρα αυτών, υπάρχουν κάτοπτρα όπου η δέσμη αναπηδά. Τα βαρυτικά κύματα παραμορφώνουν την πορεία της δέσμης, με αποτέλεσμα να επιστρέφει νωρίτερα ή αργότερα, ανάλογα με την πορεία του κύματος.

“Θέλουμε να το χρησιμοποιήσουμε για να εξετάσουμε μια περιοχή που είναι χίλιες φορές μεγαλύτερη από ό,τι είναι εφικτό σήμερα. Και τότε θα μπορέσουμε να βρούμε σημαντικά περισσότερες πηγές για τις οποίες τα σημερινά όργανα δεν είναι αρκετά ευαίσθητα“, δήλωσε ο Achim Stahl, μέλος της γερμανικής κοινότητας του τηλεσκοπίου Einstein.

Το τηλεσκόπιο Einstein έχει σχεδιαστεί για να περιέχει τρεις φωλιασμένους ανιχνευτές, εξηγούν οι υπεύθυνοι του. Κάθε ένας από αυτούς τους ανιχνευτές θα διαθέτει δύο συμβολόμετρα με “βραχίονες” μήκους 10 χιλιομέτρων. Το τηλεσκόπιο θα κατασκευαστεί σε βάθος περίπου 250 μέτρων για να απομονωθεί από πιθανές παρεμβολές. Το τηλεσκόπιο θα είναι 10 φορές ισχυρότερο από τα σημερινά (Advanced Virgo και Advancer Ligo), με ευαισθησία τόσο μεγάλη ώστε να μπορεί να διακρίνει αλλαγές στην απόσταση χιλιάδες φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός πρωτονίου.

Το 2017, λίγες εβδομάδες πριν από την ανακοίνωση του βραβείου Νόμπελ, η συνεργασία LIGO/VIRGO ανακοίνωσε καινούργια στοιχεία. Ήταν η ανίχνευση μιας σύγκρουσης μεταξύ δύο αστέρων νετρονίων. Ενώ η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων το 2015 είχε διαρκέσει μερικά εκατοστά του δευτερολέπτου, αυτό το νέο σήμα διήρκεσε περίπου 100 δευτερόλεπτα.

Κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου, αρκετά τηλεσκόπια ήταν σε θέση να στρέψουν προς την κατεύθυνση από την οποία προήλθε το κύμα για να ελέγξουν τι συνέβαινε από μια άλλη οπτική γωνία. Η σύγκρουση μπορούσε έτσι να παρατηρηθεί σε δύο διαφορετικούς τύπους κυμάτων, στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και ως βαρυτικό κύμα.

[via]