गुरुत्वाकर्षण-लहर खगोल विज्ञान ब्रह्मांड की हमारी समझ में क्रांति लाने के लिए तैयार है। केवल कुछ वर्षों में इसने ब्लैक होल के बारे में हमारी समझ को काफी बढ़ा दिया है, लेकिन यह अभी भी अपने युवाओं में एक वैज्ञानिक क्षेत्र है। इसका मतलब है कि जो देखा जा सकता है उसकी अभी भी गंभीर सीमाएँ हैं।
वर्तमान में, सभी गुरुत्वाकर्षण वेधशालाएं पृथ्वी पर आधारित हैं। यह डिटेक्टरों को बनाने और बनाए रखने में आसान बनाता है, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि वेधशालाएं पृष्ठभूमि के शोर से ग्रस्त हैं। एलआईजीओ और कन्या जैसी वेधशालाएं दर्पणों के बीच की दूरी के बदलाव को मापकर काम करती हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला से गुजरती है। यह पारी बेहद छोटी है। 4 किलोमीटर की दूरी पर रखे गए दर्पणों के लिए, शिफ्ट एक प्रोटॉन की चौड़ाई का एक मात्र अंश है। पास की सड़क पर ट्रक चला रहे ट्रक के कंपन दर्पणों को उससे कहीं अधिक स्थानांतरित कर देंगे। इसलिए LIGO और कन्या ब्लैक होल विलय के आंकड़ों और मॉडल का उपयोग एक सच्चे सिग्नल को एक झूठे से अलग करने के लिए करते हैं।
GLOC के लिए सैद्धांतिक अवलोकन रेंज। क्रेडिट: जानी, एट अल
स्थलीय पृष्ठभूमि शोर के कारण, वर्तमान वेधशालाएं ब्लैक होल विलय से उत्पन्न उच्च आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों (10 - 1000 हर्ट्ज) पर ध्यान केंद्रित करती हैं। अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशाला बनाने की चर्चा हुई है, जैसे LISA, जो निम्न-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण करेगी, जैसे कि प्रारंभिक ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति द्वारा उत्पन्न। लेकिन कई गुरुत्वाकर्षण तरंगें मध्यवर्ती श्रेणी में होती हैं। इनका पता लगाने के लिए, हाल के एक अध्ययन में चंद्रमा पर गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशाला बनाने का प्रस्ताव है।
चंद्रमा लंबे समय से खगोलविदों के लिए एक प्रतिष्ठित स्थान रहा है। चंद्रमा पर ऑप्टिकल टेलीस्कोप वायुमंडलीय धुंधलापन से ग्रस्त नहीं होंगे, और हबल और वेब जैसे अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों के विपरीत, वे आपके लॉन्च रॉकेट के आकार तक सीमित नहीं होंगे। प्रस्तावित अधिकांश विचार बहुत ही काल्पनिक हैं, लेकिन जैसा कि हम अगले दशक में चंद्रमा पर मानव वापसी की ओर देखते हैं, वे कम होते जा रहे हैं। नासा पहले से ही a . के निर्माण का अध्ययन कर रहा है दूर चंद्र सतह पर रेडियो दूरबीन। चंद्र गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशाला का निर्माण काफी अधिक चुनौतीपूर्ण होगा, लेकिन असंभव नहीं है।
यह हालिया अध्ययन ब्रह्मांड विज्ञान (जीएलओसी) के लिए गुरुत्वाकर्षण-लहर चंद्र वेधशाला का प्रस्ताव करता है। इस तरह की वेधशाला का निर्माण कैसे किया जाएगा, इस बारे में चिंता करने के बजाय, अध्ययन इस तरह की वेधशाला की संवेदनशीलता और अवलोकन संबंधी सीमाओं पर ध्यान केंद्रित करता है। जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, एक चंद्र वेधशाला पृष्ठभूमि कंपन से ग्रस्त नहीं होगी जो पृथ्वी वेधशालाओं को परेशान करती है। नतीजतन, इसकी आधार रेखा LIGO से चार गुना लंबी हो सकती है। यह इसे गुरुत्वाकर्षण तरंग आवृत्तियों पर एक हर्ट्ज के दसवें हिस्से के रूप में कम प्रदान करेगा। यह इसे तारकीय-द्रव्यमान बाइनरी विलय से लेकर मध्यवर्ती-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल तक सब कुछ देखने की अनुमति देगा।
लेकिन यह एलआईजीओ और कन्या के समान विलय को बहुत अधिक दूरी पर देखने में सक्षम होगा। दूरियां इतनी दूर कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें बहुत लाल-शिफ्ट हो गई हैं। यदि निर्माण किया जाता है, तो GLOC अरबों वर्षों में ब्रह्मांडीय विस्तार की दर को मापने के लिए दूर के विलय की घटनाओं का उपयोग करने में सक्षम होगा। यह शायद इसकी सबसे बड़ी शक्ति होगी क्योंकि यह हमें ब्रह्मांड के अधिकांश इतिहास में हबल पैरामीटर को मापने की अनुमति देगा। हम अंत में सीखेंगे कि क्या ब्रह्मांडीय विस्तार स्पेसटाइम की संरचना का हिस्सा है, या क्या यह समय और स्थान में भिन्न होता है।
बेशक, इस बिंदु पर GLOC प्रस्ताव विशुद्ध रूप से काल्पनिक है। हमें ऐसी वेधशाला बनाने में कम से कम दशकों का समय लगेगा। लेकिन इस अध्ययन से पता चलता है कि इस तरह के टेलीस्कोप का निर्माण प्रयास के लायक होगा।
संदर्भ:जानी, करण और अब्राहम लोएब। ' ब्रह्मांड विज्ञान के लिए गुरुत्वाकर्षण-लहर चंद्र वेधशाला । 'जर्नल ऑफ कॉस्मोलॉजी एंड एस्ट्रोपार्टिकल फिजिक्स2021.06 (2021): 044.
