ครั้งแรก ! พบเสียงฮัมคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำในอวกาศ โดยใช้พัลซาร์

วันที่ 28 มิถุนายนที่ผ่านมา ทีมนักวิทยาศาสตร์ในเครือข่าย International Pulsar Timing Array (IPTA) เปิดเผยหลักฐานชิ้นแรกของการค้นพบ คลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำ ที่คาดว่าถูกสร้างขึ้นจากหลุมดำมวลมหาศาลมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะจักรวาลของเราพันล้านเท่า โดยมีลักษณะเป็น “เสียงฮัม” คล้ายกลุ่มคนจำนวนมากพูดคุยเสียงเบา ๆ ในงานปาร์ตี้ โดยไม่สามารถแยกแยะความหมายได้

การค้นพบในครั้งนี้สามารถยืนยันคำกล่าวของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์ชื่อดังของโลกเมื่อกว่า 100 ปีก่อน ที่เคยทำนายไว้ว่า คลื่นความโน้มถ่วงอาจมีลักษณะเป็นเสียงเล็ก ๆ สามารถแผ่กระจายในอวกาศ 

ทีมนักวิทยาศาสตร์ในเครือข่าย International Pulsar Timing Array (IPTA) ได้ใช้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในการติดตามสัญญาณจากพัลซาร์ (Pulsar) หรือดาวนิวตรอนที่มีความหนาแน่นสูง หรือคือเศษซากของดาวฤกษ์ที่ยุบตัวมาใช้ตรวจวัดคลื่นความโน้มถ่วงระดับความถี่ต่ำระดับนาโนเฮิรตซ์ โดยใช้คุณสมบัติสำคัญของพัลซาร์ที่มีฉายาว่า “นาฬิกาแห่งจักรวาล” จากความสม่ำเสมอของการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แตกต่างจากแหล่งกำเนิดรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งอื่น ๆ ที่ขาดความสม่ำเสมอ

จากคุณสมบัติดังกล่าวของพัลซาร์ที่มีความสม่ำเสมอตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำที่ทำให้รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากพัลซาร์เกิดการดีเลย์เพราะผลกระทบจากคลื่นความโน้มถ่วงต่ำที่มีแหล่งกำเนิดจากหลุมดำ

การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำในครั้งนี้ช่วยเสริมข้อมูลให้กับการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกในปี 2015 ของหอดูดาว LIGO ที่มีลักษณะเป็นคลื่นความถี่สูง และมีแหล่งกำเนิดจากหลุมดำมวล 30 เท่า ของดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบโดยใช้หลักการแทรกสอดของแสงเลเซอร์ภายในการสังเกตความยืด-หดของกาลอวกาศในท่อสุญญากาศยาว 4 กิโลเมตร

ทีมนักวิทยาศาสตร์ในเครือข่าย International Pulsar Timing Array (IPTA) ได้รวบรวมข้อมูลจากพัลซาร์ทั้งหมด 68 แห่ง เป็นระยะเวลานานกว่า 15 ปี โดยความร่วมมือระหว่างหอดูดาวนาโนเฮิรตซ์แห่งอเมริกาเหนือสำหรับคลื่นความโน้มถ่วง (NANOGrav) นักวิทยาศาสตร์มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติจากสหรัฐอเมริกาและแคนาดา รวมไปถึงนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้และศูนย์วิจัยของนาซาอื่น ๆ รวมกันมากกว่า 190 คน

ที่มาของข้อมูลและรูปภาพ JPL, Space