การใช้สัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อขยายจักรวาล

หนึ่งในเลนส์แว่นขยายที่รู้จักมากที่สุดไม่พบบนโลก เลนส์สร้างขึ้นจากดวงดาวแก๊สและสสารมืดและอยู่ห่างออกไปประมาณ 4 พันล้านปีแสง ในขณะที่นักดาราศาสตร์มองผ่านมันพวกเขากำลังค้นหาเมล็ดของกาแลคซีที่กระจัดกระจายไปทั่วจักรวาลเมื่อกว่า 13 พันล้านปีก่อน

เลนส์เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Abell 2744 ซึ่งเป็น Pileup Cosmic ที่มีกาแลคซีสี่กลุ่มชนกันเพื่อสร้างการชุมนุมที่ยิ่งใหญ่หนึ่งครั้งด้วยมวลประมาณ 2 quadrillion Suns-SN: 6/13/15, p. 32- แรงโน้มถ่วงจากทั้งหมดที่มวลเปลี่ยนแสงใด ๆ ที่พยายามแอบผ่านผ่านการดัดและโฟกัสการสร้างภาพที่ใหญ่กว่าและสว่างกว่าของกาแลคซีไกลเกินกว่าคลัสเตอร์

Abell 2744 มีประโยชน์เป็นเครื่องมือทางดาราศาสตร์เพราะจักรวาลเชื่อฟังทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ ทฤษฎีนั้นอธิบายว่าแรงโน้มถ่วงมวลพื้นที่และเวลาทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อสร้างจักรวาล มันก่อให้เกิดความเข้าใจของวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจักรวาล และสำหรับนักดาราศาสตร์ทุกวันนี้ผลกระทบหลักสองประการของสัมพัทธภาพทั่วไป - พลังของมวลเพื่อโฟกัสแสงบวกกับระลอกคลื่นในกาลอวกาศที่เกิดขึ้นเมื่อมวลเร่ง - จัดหาเครื่องมือที่แข็งแกร่งสำหรับการตรวจสอบจักรวาล เลนส์ยักษ์ในอวกาศอยู่ในระดับแนวหน้าของความพยายามในการสำรวจต้นกำเนิดของกาแลคซี ในขณะเดียวกันคลื่นความโน้มถ่วงที่เข้าใจยากสามารถเปิดเผยการชนที่มองไม่เห็นระหว่างซากศพดาวฤกษ์เช่นหลุมดำและดาวนิวตรอน

เลนส์และคลื่นความโน้มถ่วงไม่ใช่แนวคิดใหม่ ไอน์สไตน์รู้ว่าทฤษฎีของเขาบอกเป็นนัยที่ทั้งคู่มีอยู่ ในปี 1937 นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Caltech Fritz Zwicky เสนอว่าควรพบเลนส์รอบ ๆ กาแลคซีขนาดใหญ่ ทศวรรษที่ผ่านมาก่อนที่เทคโนโลยีทางดาราศาสตร์จะตรวจสอบความคิดนั้น: มันไม่ได้จนกว่าปี 1979 นักดาราศาสตร์ตรวจพบตัวอย่างชีวิตจริงของเลนส์แรงโน้มถ่วงในภาพคู่ของควาซาร์หัวใจที่เปล่งประกายของกาแล็กซี่คล้ายกับไฟหน้าคู่ที่กำลังจะมาถึง

Einstein คำนวณว่าแรงโน้มถ่วงของดาวดวงเดียวสามารถขยายแสงได้อีกหนึ่งดาวที่อยู่ห่างไกล แต่เขาก็ให้เหตุผลว่าอัตราต่อรองของการมองเห็นมันต่ำมาก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการทดลองเลนส์ความโน้มถ่วงแบบออพติคอลซึ่งเป็นหนึ่งในหลาย ๆ ความพยายามในการตรวจจับร่างกายท้องฟ้าที่เดินอยู่หน้าดาวในกาแลคซีมีบันทึกเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ประมาณ 2,000 เหตุการณ์ทุกปี

“ มันเป็นเรื่องน่าขบขันที่การเลนส์ในวันนี้เป็นที่เคารพนับถืออย่างมาก” ริชาร์ดเอลลิสนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของหอดูดาวภาคใต้ของยุโรปใน Garching ประเทศเยอรมนีกล่าว “ ฉันโตพอที่จะจำได้เมื่อมันถูกมองว่าเป็นคนแปลกประหลาด”

ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมามีการใช้เลนส์เพื่อศึกษาทุกสิ่ง เลนส์ใกล้เคียงบางตัวที่ถูกสร้างขึ้นจากดาวดวงเดียวได้เปิดเผยดาวเคราะห์ในกาแลคซีของเราเองรวมถึงเด็กกำพร้าสองสามคนที่ล่องลอยผ่านทางช้างเผือกไม่มีดวงอาทิตย์โทรกลับบ้าน (SN: 4/4/15, p. 22- เลนส์อื่น ๆ เช่น Abell 2744 ให้นักดาราศาสตร์มองข้ามจักรวาลเพื่อดูกาแลคซีที่เติบโตขึ้นในจักรวาลยุคแรก

เมล็ดของกาแลคซีสมัยใหม่

กล้องโทรทรรศน์มองย้อนกลับไป แสงจากสถานที่ที่ห่างไกลที่สุดเดินทางไปเกือบทั้ง 13.8 พันล้านปีประวัติศาสตร์ของจักรวาล ในขณะที่นักดาราศาสตร์แหย่ไปรอบ ๆ สำหรับกาแลคซีที่ไกลออกไป (และย้อนเวลากลับไป) พวกเขาหวังว่าจะได้พบเมล็ดพืชของสิ่งที่กลายเป็นกาแลคซีสมัยใหม่ในที่สุด อย่างไรก็ตามเฉพาะกาแลคซีที่สว่างผิดปกติเท่านั้นที่สามารถพบเห็นได้ในระยะทางดังกล่าว

ทุกสิ่งที่เห็นจนถึงขอบของจักรวาลนั้นเป็นสิ่งที่สว่างที่สุดและยิ่งใหญ่ที่สุดในเวลานั้น” เจนนิเฟอร์ลอตซ์นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์กล่าว แม้ว่ากาแล็กซี่ของเรา“ ไม่ใหญ่และบ้า มันเป็นเรื่องปกติมากขึ้น” ในการค้นหา protogalaxies คลาสสิกที่คลาสสิกน้อยกว่านั้นต้องใช้แว่นขยายขนาดใหญ่จริงๆ

Lotz เป็นผู้นำสามปีที่รู้จักกันในชื่อโครงการ Frontier Fieldsเพื่อจ้องมองที่กลุ่มขนาดใหญ่หกกลุ่มด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและตามล่าหาเมล็ดของกาแลคซีคล้ายกับของเราเอง มีการวิเคราะห์กลุ่มสี่กลุ่ม ส่วนที่เหลืออีกสองคนกำลังอยู่ภายใต้การตรวจสอบข้อเท็จจริง

ในขณะที่มองผ่านหนึ่งในกลุ่ม Abell 2744 นักดาราศาสตร์เพิ่งพบผู้สมัครสำหรับกาแลคซีที่ห่างไกลที่สุดแห่งหนึ่งที่รู้จักกันดีเด็กวัยหัดเดินเติบโตขึ้นประมาณ 500 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง กาแล็กซี่ปรากฏเป็นรอยเปื้อนสีแดงจาง ๆ - หรือมากกว่าสามรอยเปื้อน - เมื่อแสงเคลื่อนที่ผ่านหลายเส้นทางผ่านคลัสเตอร์ กาแลคซีห่างไกลนี้มีขนาดเล็กและหนาแน่นบีบมวลประมาณ 40 ล้านดวงเข้าสู่ลูกบอลเพียงหลายร้อยปีแสงข้าม มันเป็นจุดซีดเมื่อเทียบกับทางช้างเผือก รูปภาพเช่นนี้เพิ่มเข้าไปในสมุดเรื่องดาราศาสตร์ว่ากาแลคซีเติบโตขึ้นมาในประวัติศาสตร์ของจักรวาลอย่างไร

หน่วยการสร้างของกาแลคซีไม่ใช่สิ่งเดียวที่แฝงตัวอยู่หลังเลนส์เหล่านี้ ในเดือนมีนาคมนักวิจัยประกาศว่าพวกเขาเห็นซูเปอร์โนวาคนเดียวกันระเบิดไม่ได้ครั้งเดียว แต่สี่ครั้ง (SN ออนไลน์: 3/5/15-

“ ฉันไม่ได้คาดหวังว่าจะเห็นสิ่งนั้นเลย” Lotz กล่าว “ เราโชคดีมาก เวลาที่สมบูรณ์แบบ”

แสงจากดาวระเบิดซึ่งใช้เวลา 9.4 พันล้านปีในการไปถึงโลกล้มลงอย่างเต็มที่บนกาแลคซีแห่งหนึ่งนั่งอยู่ในกลุ่มหนึ่งในกลุ่มชายแดน แรงโน้มถ่วงของกาแล็กซี่นำแสงไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันสี่เส้นทางการสร้างการเล่นซ้ำสี่เท่าโดยมีแฟลชเพิ่มเติมแต่ละวันปรากฏขึ้นไม่กี่วันหลังจากบรรพบุรุษของมัน

“ เรื่องราวไม่ได้ทำ” เธอกล่าว “ เราคาดว่าจะมีอีกคนหนึ่งปรากฏตัวในปีหน้าหรือสองปี” ด้วยการศึกษาว่าเลนส์เตือนแสงจากกาแลคซีพื้นหลังได้อย่างไรนักวิจัยได้คำนวณว่ามีถนนสายที่ห้าสำหรับแสงที่จะเดินทางไปตาม นักดาราศาสตร์ตอนนี้มีโอกาสหายากที่จะรู้เกี่ยวกับซูเปอร์โนวาก่อนที่จะปรากฏ “ มันเป็นตัวอย่างที่น่าอัศจรรย์ของเลนส์แรงโน้มถ่วง” Lotz กล่าว

การขยายตัวเพิ่มขึ้น

เลนส์แรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งสร้างโดยกลุ่มขนาดใหญ่เป็นเครื่องมือที่ทรงพลัง แต่พวกเขาไม่ได้เป็นเรื่องธรรมดา แสงจากกาแลคซีส่วนใหญ่ไม่ผ่านใกล้กับกลุ่มเช่น Abell 2744 เมื่อเดินทางไปยังโลก แต่มีกลุ่มเล็ก ๆ มากมายและกาแลคซียาวที่รู้จักกันในชื่อ Galaxy Filaments ซึ่งเป็นซอที่มีแสงสว่างและสร้างเลนส์ที่อ่อนแอ “ วัตถุที่อยู่ห่างไกลทุกชิ้นมีภาพที่บิดเบี้ยวด้วยจำนวนเล็กน้อย” โจชัวฟริแมนนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ Fermi ในบาตาเวียรัฐอิลลินอยส์กล่าว

การบิดเบือนที่ลึกซึ้งนั้นอาจเป็นกุญแจสำคัญในการคลี่คลายหนึ่งในความลึกลับที่น่ากลัวที่สุดในดาราศาสตร์สมัยใหม่: อะไรทำให้เกิดการขยายตัวของจักรวาลเพื่อเร่งความเร็ว?

ซุปเปอร์โนวาในกาแลคซีอื่น ๆ ปรากฏไกลกว่าที่คาดไว้จากจักรวาลที่ค่อยๆขยายตัว ประมาณ 7 พันล้านปีที่ผ่านมามีบางสิ่งบางอย่างก้าวเข้ามาในเครื่องเร่งความเร็วจักรวาลและยกระดับการขยายตัว

นักวิจัยเรียกว่ากองกำลังที่น่ารังเกียจนี้“ พลังงานมืด” (SN: 5/5/12, p. 17- พวกเขาไม่รู้ว่ามันคืออะไร แต่ความคิดหนึ่งคือมันเป็นคุณสมบัติที่แท้จริงของอวกาศที่เคยอยู่ที่นั่นอยู่เสมอแฝงตัวอยู่เบื้องหลัง เมื่อถึงจุดหนึ่งในขณะที่จักรวาลยืดออกความหนาแน่นของสสารและพลังงานลดลงเพียงพอสำหรับพลังงานมืดที่จะกลายเป็นที่โดดเด่น

ความคิดเริ่มต้นด้วยไอน์สไตน์เมื่อเขาตระหนักว่าทฤษฎีของเขาอธิบายถึงจักรวาลที่ไม่แน่นอนหนึ่งในแรงโน้มถ่วงที่สามารถดึงดวงดาวทั้งหมดเข้ามาในการล่มสลายครั้งใหญ่ เห็นได้ชัดว่าไม่ได้เกิดขึ้นดังนั้นเขาจึงทำให้สมการของเขาและเพิ่มใน "ค่าคงที่ทางดาราศาสตร์" เพื่อกำหนดสิ่งที่ถูกต้อง

“ เพื่อที่จะมาถึงมุมมองที่สอดคล้องกันนี้” ไอน์สไตน์เขียนในปี 2460“ เรายอมรับว่าต้องแนะนำส่วนขยายของสมการภาคสนามของแรงโน้มถ่วงซึ่งไม่ได้เป็นธรรมโดยความรู้ที่แท้จริงของเราเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง”

เขาทิ้งความคิดหลังจาก Edwin Hubble รายงานในปี 1929 ว่ากาแลคซีดูเหมือนจะถอยห่างจากกันด้วยความเร็วที่มากขึ้นเท่าที่เคยมีมาจักรวาลกำลังขยายตัว- แต่การบัญชีสร้างสรรค์ของ Einstein กลับมาเป็นสมัย ทุกวันนี้ค่าคงที่จักรวาลของเขาอาจเป็นพารามิเตอร์ที่อธิบายว่าพลังงานมืดพองตัวของจักรวาลอย่างไร

นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องรู้อีกสองสามอย่างเกี่ยวกับพลังงานมืด ตัวอย่างเช่นพลังงานมืดคงที่อย่างแท้จริงเอลลิสถามหรือมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา? “ จนกว่าเราจะวัดว่ามันเป็นหน้าที่ของเวลา” เขากล่าว“ เราไม่รู้”

พลังงานมืดแข่งขันกับสสารมืด - สารที่เข้าใจยากที่เก็บกาแลคซีและกลุ่มของพวกเขา - เพื่อสร้างนั่งร้านสำหรับจักรวาลสถานที่ที่อะตอมสามารถรวมตัวกันและก่อตัวดาวและดาวเคราะห์ สสารมืดดึงสิ่งต่าง ๆ เข้าด้วยกันและพลังงานมืดพยายามที่จะงัดมันออกจากกันทั้งหมด “ มันเป็นการต่อสู้ครั้งยิ่งใหญ่” Frieman กล่าว

Frieman เป็นผู้นำโครงการที่เรียกว่าการสำรวจพลังงานมืดส่วนหนึ่งซึ่งใช้เวลาห้าปีในการติดตามว่าการชักเย่อนี้เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป การสำรวจกำลังมองหาเลนส์แรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอที่สร้างขึ้นโดยนั่งร้านนั้น แคชซ่อนตัวของสสารมืดที่ซ่อนอยู่เล็กน้อยภาพของกาแลคซีหลายพันแห่งที่ใช้แพทช์สกายแบบเดียวกัน ด้วยการวัดการบิดเบือนที่ลึกซึ้งของกาแลคซีประมาณ 200 ล้านกาแลคซีนักวิจัยกำลังทำแผนที่สสารมืดกลับมาเป็นเวลาที่จักรวาลมีขนาดประมาณครึ่งหนึ่ง (ขนาดปัจจุบัน (SN: 5/16/15, p. 9- การรู้ว่า clumpiness ของจักรวาลเปลี่ยนไปตั้งแต่นั้นมาจะช่วยให้นักวิจัยได้รับความรู้สึกว่าหรือถ้าพลังงานมืดก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

ทีม Dark Energy อยู่ในปีที่สามและเริ่มวิเคราะห์ข้อมูลจากฤดูกาลแรก Frieman คาดหวังว่าข้อมูลรวมจากสองปีแรกควรเริ่มแยกแยะความคิดบางอย่างเกี่ยวกับพลังงานมืดคืออะไร

ระลอกคลื่นในอวกาศ

แม้จะมีเลนส์แรงโน้มถ่วงบางสิ่งก็ไกลเกินไปหรือจาง ๆ เกินกว่าที่จะมองเห็นได้ จักรวาลของ Einstein โชคดีที่มีการทำงานรอบ: คลื่นความโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นเมื่อมวล puckers ผ้าของกาลอวกาศ เช่นเดียวกับลูกบอลเด้งออกจากแผ่นยางมวลเร่งใด ๆ ควรส่งคลื่นความโน้มถ่วงออกมาระลอกคลื่นที่ทำให้พื้นที่ตัวเองยืดและบีบ

เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากกราฟิก

การสร้าง flutters ที่ตรวจพบได้ต้องมีเหตุการณ์หายนะ การปะทะกันของหลุมดำรวมดาวนิวตรอนและแม้แต่บิ๊กแบงเอง (SN: 2/21/15, p. 13) ควรส่งระลอกคลื่นในอวกาศที่สะท้อนข้ามจักรวาล หากมีวิธีที่จะรู้สึกถึงกาลอวกาศเหล่านี้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจสอบหน่วยงานที่ตีรอบจักรวาลที่อาจมองไม่เห็น

ค้นหาสัญญาณดังกล่าวได้รับการดำเนินการในหอสังเกตการณ์คลื่นความถี่คลื่นความถี่เลเซอร์หรือ LIGO สิ่งอำนวยความสะดวกคู่ในรัฐลุยเซียนาและรัฐวอชิงตัน หากคลื่นล้างออกไปทั่วโลกระยะห่างที่แม่นยำระหว่างกระจกคู่ที่แขวนอยู่ที่ปลายของท่อยาว 4 กิโลเมตรจะแกว่งเป็นช่องว่างระหว่างกระจกขยายและสัญญา เลเซอร์ที่ ricochet ภายในหลอดเหล่านี้สามารถรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงในระยะทางน้อยกว่าหนึ่งพันของความกว้างของโปรตอน

นักดาราศาสตร์ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงทางอ้อมแล้ว ในปี 1974 โจเซฟเทย์เลอร์ (SN: 7/11/15, p. 4) และรัสเซลฮัลส์จากนั้นที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์แอมเฮิร์สต์ค้นพบพัลซาร์ไบนารีแรกดาวนิวตรอนหมุนอย่างรวดเร็วโคจรรอบสหาย ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าพัลซาร์ลอยไปหาพันธมิตรที่มองไม่เห็นในอัตรา 3.5 เมตรต่อปี - การกระชับวงโคจรที่คาดการณ์ไว้โดยสัมพัทธภาพทั่วไปหากทั้งคู่กำลังแผ่คลื่นความโน้มถ่วง การค้นพบทำให้เทย์เลอร์และ Hulse ได้รับรางวัลโนเบลปี 1993 ในวิชาฟิสิกส์

ระลอกคลื่นจากไบนารี Hulse-Taylor นั้นบอบบางเกินกว่าจะเห็นได้โดยตรง แต่ในขณะที่ดาวสองดวงแอบเข้ามาคลื่นก็จะแข็งแกร่งขึ้น ในมิลลิวินาทีสุดท้ายก่อนที่ดวงดาวจะชนกันกาลอวกาศจะดังพอที่จะได้ยิน Ligo แม้ว่าการปะทะกันนั้นจะไม่เกิดขึ้นอีก 300 ล้านปี

“ เราไม่ต้องการรอนานขนาดนั้น” มาร์ตินเฮ็นดรีนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ในสกอตแลนด์กล่าว “ สิ่งที่เรากำลังทำอยู่คือมีระบบดังกล่าวมากมายในกาแลคซีของเราและอื่น ๆ และนั่นคือสิ่งที่เรากำลังรอการตรวจจับ”

การค้นหาแปดปีแรกของ LIGO จบลงในปี 2010 โดยไม่มีอะไรจะแสดง ในเดือนกันยายน Ligo เริ่มไปตามล่าเหมืองที่เข้าใจยากอีกครั้ง ความพยายามครั้งที่สองขนานนาม Ligo Advanced ใช้เครื่องมือที่ดีกว่าและนักวิทยาศาสตร์ภารกิจมั่นใจว่าพวกเขาจะเห็นอะไรบางอย่างในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

“ ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่แท้จริงเริ่มต้นหลังจากนั้น” เฮ็นดรีกล่าว เมื่อนักวิจัยมีการตรวจจับจำนวนหนึ่งจากนั้น Ligo และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกันจะกลายเป็นเพียงเครื่องมือทางดาราศาสตร์อีกอย่างหนึ่ง แต่เป็นสิ่งที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงมากกว่าแสง และแตกต่างจากกล้องโทรทรรศน์ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมองไปที่สถานที่เดียวในแต่ละครั้งเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงสามารถฟังทั้งท้องฟ้าได้

Cosmic Metronomes

LIGO ควรจะสามารถรับความถี่ที่ค่อนข้างสูงของดาวนิวตรอนหรือหลุมดำใด ๆ ที่วนเวียนอยู่ด้วยกันภายในประมาณ 600 ล้านปีแสงของโลก การชนกันระหว่างหลุมดำมวล supermassive (SN ออนไลน์: 8/31/15) สามารถได้ยินได้จากที่ไกลออกไปมาก แต่พวกเขาส่งคลื่นที่ยาวออกมาซึ่งเป็นคลื่นลูกคลื่นที่ Ligo หูหนวก เพื่อรับรู้ถึงคลื่นขนาดใหญ่เหล่านี้-ระยะทางสูงสุดถึงจุดสูงสุดจะถูกวัดในปีแสง-นักวิจัยเปลี่ยนเป็นพัลซาร์

การแข่งขันไปสู่พัลซาร์และจังหวะการระเบิดของวิทยุจะปรากฏขึ้นเพื่อรับเมื่อคุณวิ่งเร็วขึ้นในพัลส์ต่อเนื่อง ดึงออกจากพัลซาร์และจังหวะจะช้าลง เหมือนโลกBobs on the Spacetime Oceanมันดึงออกไปจากพัลซาร์บางตัวและเคลื่อนไปหาคนอื่น โดยการตรวจสอบพัลส์จาก metronomes จักรวาลเหล่านี้หลายสิบคนนักวิจัยจะรู้ว่าเมื่อโลกกำลังขี่คลื่นจากการชนกันของหลุมดำมวลมหาศาล

“ มันเหมือนกับว่าคุณกำลังตรวจจับคลื่นบนมหาสมุทรโดยสามารถวัดการเคลื่อนไหวของเรือได้” Ryan Lynch นักดาราศาสตร์จาก McGill University ในมอนทรีออลกล่าว

การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างโลกและหนึ่งในพัลซาร์เหล่านี้มีขนาดเล็กมาก: ประมาณหนึ่งส่วนในสี่ล้านล้าน นั่นเหมือนกับการพยายามวัดการเปลี่ยนแปลงหนึ่งกิโลเมตรในช่วงเวลาประมาณ 100 ปีแสง

สามโครงการที่รู้จักกันในชื่อ Pulsar Timing Arrays ในอเมริกาเหนือยุโรปและออสเตรเลียใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดเพื่อระบุพัลซาร์และมองหาคลื่นเหล่านี้ สิ่งแรกที่พวกเขาอาจจะไปรับลินช์กล่าวว่าไม่ใช่เหตุการณ์เดียว แต่พื้นหลังครวญครางของหลุมดำมวลมหาศาลที่ชนกันทั่วจักรวาล เฉพาะเสียงที่ใกล้และใหญ่ที่สุดเท่านั้นที่จะสูงกว่าเสียงรบกวน

หาก LIGO หรืออาร์เรย์เวลาพัลซาร์ไม่ตรวจพบสิ่งใดนั่นไม่ได้หมายความว่ามีบางอย่างผิดปกติกับสัมพัทธภาพทั่วไป Hendry กล่าว มันอาจหมายถึงสมมติฐานเกี่ยวกับการชนเหล่านี้ไม่ถูกต้อง (SN ออนไลน์: 9/24/15- นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่นักวิจัยบางคนพยายามโน้มน้าวให้หน่วยงานอวกาศยุโรปเปิดตัวLigo เวอร์ชันอวกาศที่รู้จักกันในชื่อ ELISA(สำหรับเสาอากาศอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เลเซอร์ที่พัฒนาขึ้น) ในปี 2028 ในความนิ่งของอวกาศห่างไกลออกไปจากพื้นดินสั่นคลอน Elisa ควรได้ยินสิ่งที่ Ligo ไม่สามารถทำได้

“ เราจะเห็นพวกเขาหลายร้อยหรือหลายพันคนและพวกเขารับประกันได้เลย” Guido Mueller นักฟิสิกส์ของ University of Florida ใน Gainesville กล่าว

ดาราที่แอบดูเหล่านี้ซึ่งได้รับการศึกษาอยู่แล้วจะทดสอบทั้งความสามารถและการคาดการณ์ของ ELISA จากสัมพัทธภาพทั่วไป Elisa จะฟังรูดำที่มีไบนารีมวล supermassive ในกาแลคซีอื่น ๆ ประชากรที่นักดาราศาสตร์รู้น้อยมาก และสำหรับ Elisa ท้องฟ้าค่อนข้าง จำกัด

“ Elisa ควรเห็น [หลุมดำ] ออกไปไกลเท่าที่พวกเขามีอยู่” เฮ็นดรีกล่าว หอสังเกตการณ์ที่โคจรรอบจะรู้สึกถึงการชนที่ชัดเจนถึงขอบของจักรวาลที่มองเห็นได้กลับไปสู่รุ่งอรุณแห่งกาลเวลา “ ในที่สุดก็จะมีจุดที่ไม่มีหลุมดำอีกต่อไปเพราะพวกเขายังไม่มีเวลาที่จะก่อตัว” เฮ็นดรีกล่าว และรวบรวมการสำรวจสำมะโนประชากรของหลุมดำมวล supermassive binary จากจักรวาลยุคแรกเขากล่าวเสริมอาจช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่าบทบาทอะไร (ถ้ามี) คู่หูมืดเหล่านี้มีในการสร้างกาแลคซีในช่วงพันล้านหรือหลายปีหลังจากบิ๊กแบง

สัมพัทธภาพทั่วไปเกิดขึ้นในที่เกิดเหตุก่อนที่ใครจะรู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัวเวลาที่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถมั่นใจได้ว่ารอยเปื้อนที่เลือนของแสงบนท้องฟ้าเป็นกาแลคซีอื่น ๆ ตอนนี้นักดาราศาสตร์พร้อมที่จะเริ่มพูดถึงความจริงพื้นฐานบางอย่างเกี่ยวกับจักรวาลตั้งแต่การก่อตัวของดาวดวงแรกและกาแลคซีจนถึงสิ่งที่ทำให้จักรวาลเห็บ หนึ่งร้อยปีหลังจากการตีพิมพ์ทฤษฎีของไอน์สไตน์พร้อมที่จะลอกม่านจักรวาลกลับมาอีก

---

บทความนี้ปรากฏในวันที่ 17 ตุลาคม 2558 ข่าววิทยาศาสตร์ที่มีพาดหัว“ ขยายจักรวาล: การใช้สัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อดูลึกลงไปในอวกาศ”