คลื่นความโน้มถ่วง อดีต ปัจจุบัน และอนาคต

หลังจากปี 1905 ที่ไอน์สไตน์ได้ตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Special relativity) สิบปีต่อมาเขาได้ตีทฤษฎีพิมพ์สัมพัทธภาพทั่วไป (General relativity) ในปี 1915 ต่อมาในปี 1916 ไอน์สไตน์ได้พยากรณ์ถึงการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational wave) ที่กระเพื่อมกาลอวกาศและเดินทางด้วยความเร็วแสง ไอน์สไตน์รู้ดีว่าแอมพลิจูดของคลื่นจะมีขนาดเล็กมากจนเขาคิดว่าไม่น่าจะตรวจจับได้ ในปีเดียวกันนี้เองชวาสชิลด์ (Schwarzschild) ได้ตีพิมพ์ผลลัพธ์จากสมการสนามจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ซึ่งภายหลังได้เข้าใจว่าเป็นการอธิบายถึงหลุมดำ

ภาพไอน์สไตน์เล่นไวโอลิน นอกจากคิดทฤษฎีแล้วเขายังชอบเล่นไวโอลินอีกด้วย



ในช่วงทศวรรศ 1990 เริ่มมีทฤษฎีเกี่ยวกับหลุมดำคู่และแบบจำลองการรวมตัวกันของหลุมดำ ในช่วงนี้เริ่มมีการตรวจจับพบหลุมดำด้วยการสังเกตุเชิงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้แล้ว การค้นพบระบบพัลซาร์คู่(ดาวนิวตรอนคู่) PSR B1913+16 โดยฮัลส์และเทย์เลอร์ 1975 (Hulse and Taylor) และการสังเกตการสูญเสียพลังงานโดยเทย์เลอร์และเวสเบิร์ก 1982 (Taylor and Weisberg) ได้อธิบายถึงการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงโดยอ้อม ทำให้ฮัลส์และเทย์เลอร์ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ในปี 1993

การทดลองเพื่อพยายามที่จะตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเริ่มจากเวเบอร์ (Weber) ด้วยเครื่องตรวจจับเรโซแนนท์แมส (resonant mass detectors) ในทศวรรศ 1960 ตามมาด้วยเครือข่ายเครื่องตรวจจับไครโอเจนิคเรโซแนนท์ (cryogenic resonant detectors) เริ่มมีการแนะนำเครื่องตรวจจับอินเตอร์เฟอรอมิตริก (Interferometric detectors) ครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรศ 1960 และ 1970 ด้วยการศึกษาเกี่ยวการรบกวนและสมรรถนะของเครื่องตรวจจับเพื่อที่จะปรับปรุงให้ดีขึ้น นำไปสู่ข้อเสนอการสร้างเครื่องตรวจจับอินเลเซอร์เตอร์เฟอรอเมตริกแบบยาวเป็นกิโลเพื่มเพิ่มความไว (sensitivity)

ในปี 1979 มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (National Science Foundation : NSF)  ได้ให้ทุนกับ Caltech และ MIT ในการวิจัยและพัฒนาครื่องตรวจจับอินเลเซอร์เตอร์เฟอรอเมตริก และในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ชุดเครื่องตรวจจับเริ่มแรกได้เสร็จสมบูรณ์ได้แก่ TAMA 300 ในญี่ปุ่น , GEO 600 ในเยอรมัน , หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงเลเซอร์อินเตอร์เฟอรอมิเตอร์ (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory:LIGO) ในอเมริกา และ Virgo ในอิตาลี ด้วยการรวมกันของเครื่องตรวจจับเหล่านี้ได้สังเกตการณ์ร่วมกันตั้งแต่ปี 2002 ถึงปี 2011 แต่ไม่พบคลื่นความโน้มถ่วง หลังจากนั้นจึงมีติดตั้งและปรับปรุงอุปกรณ์ให้มีความไวเพิ่มขึ้นเป็น 10 เท่าเรียกว่า Advanced LIGO มูลค่า 200 ล้านดอลลาร์ ทำให้เงินลงทุนทั้งหมดรวมเป็น 620 ล้านดอลลาร์
แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่