Astronomy and Astrophysics dergisinde bugün yayınlanan bir dizi makalede, European Pulsar Timing Array’den (EPTA) bilim adamları, Indian Pulsar Timing Array’den (InPTA) Hintli ve Japon meslektaşlarıyla işbirliği içinde, toplanan verileri analiz ederek elde edilen sonuçları bildirdiler. Evrenimizin ve onu dolduran galaksilerin oluşumu ve evrimi çalışmasında benzeri görülmemiş keşiflere yol açmayı vaat eden 25 yılı aşkın bir süredir. INAF başkanı Marco Tavani, “Bugün EPTA işbirliğiyle sunulan sonuçlar, bilimsel önemleri ve sonuçların daha fazla konsolidasyonu için gelecekteki beklentiler açısından olağanüstü” dedi. “İtalyan Astrofiziği ve INAF, Kozmosu yerçekimi dalgalarıyla keşfetmeyi amaçlayan büyük bir kuruluşta dünya liderleridir; bu, İtalya’yı önümüzdeki yıllarda bir kahraman olarak görecek bir araştırma hattıdır”.
EPTA, ikisi İtalya’da olmak üzere Avrupa’daki on bir kurumdan bilim insanlarının bir işbirliğidir (merkez merkezi Cagliari’de bulunan INAF ve Milano-Bicocca Üniversitesi) ve ultra-düzenli nabız gözlemlerini kullanmak için astronomları ve teorik fizikçileri bir araya getirir. “pulsar” adı verilen nötron yıldızlarından Galaksimizin büyüklüğünde bir yerçekimi dalgası detektörü oluşturmak için. Aslında, pulsarlar yüksek hassasiyete sahip doğal saatler gibi davranırlar ve darbelerinin varış zamanlarındaki çok küçük varyasyonların (saniyenin milyonda birinden daha az ve birbiriyle ilişkili) tekrar tekrar ölçülmesiyle, dakika açılımlarını ölçmek mümkündür. uzak Evren’den yerçekimi dalgalarının geçişinden kaynaklanan uzay-zaman sıkışmaları. Dünya’dan Samanyolu’muz içinde seçilen ve bizden binlerce ışıkyılı uzaklıkta 25 atarca doğrultusunda uzanan bu devasa yerçekimi dalgası detektörü, çok yavaş bir ritmi olan bir tür yerçekimi dalgasını incelemeyi mümkün kılıyor. Cascina’daki (Pisa yakınlarında) Başak ve ABD’deki LIGO’nun öne çıktığı sözde yerçekimi dalgası interferometreleri tarafından 2015’ten başlayarak gözlemlenenlerden çok daha uzun dalga boyları.
Cagliari’deki INAF’ta coşku aşikar “EPTA’nın gözlemleri sayesinde, benzersiz kaynaklar ve fenomenlerle ilişkili ultra uzun yerçekimi dalgalarının (Hertz’in milyarda biri salınım frekanslarına karşılık gelen) evrenine yeni bir pencere açıyoruz.” , diyor araştırmacı Caterina Tiburzi Meslektaşım Marta Burgay, “Bu yerçekimi dalgaları, Evrenin evriminde şimdiye kadar çözülmemiş bazı gizemleri incelememize izin veriyor, örneğin, ikili sistemlerin oluşturduğu anlaşılması zor kozmik popülasyonun özellikleri de dahil. Güneş’inkinden milyarlarca kat daha büyük kütlelere sahip iki süper kütleli kara delik. Bu karadeliklerin, birbiriyle birleşen galaksilerin merkezinde yörüngede döndüğü ve yörüngeleri sırasında Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin ultra uzun kütleçekimsel dalgalar yaydıklarını öngörüyor. Veri toplamak için kullanılan araçlar Almanya’da Effelsberg Radyo Teleskobu, Birleşik Krallık’ta Jodrell Bank Gözlemevi’nin Lovell Teleskobu, Fransa’da Nancay Radyo Teleskobu, Hollanda’da Westerbork Radyo Sentez Teleskopu ve Sardinia Radyo Teleskopu’dur ( SRT) İtalya’da. “Bu sonuçlar – yine Cagliari’nin INAF’ından astronom Delphine Perrodin’i ekliyor – Avrupa’nın en büyük beş radyo teleskopu kullanılarak yürütülen onlarca yıllık özenli ve yorulmak bilmeyen gözlem kampanyalarına dayanıyor. Ayrıca ayda bir kez bu teleskoplardan gelen veriler de toplanarak deneyin hassasiyeti daha da artırılıyor” dedi. Bu gözlemler daha sonra Hindistan’daki Dev Metrewave Radyo Teleskopu tarafından sağlanan verilerle tamamlandı ve böylece veri seti daha da doğru hale getirildi.
INAF’ın Kıdemli Araştırmacısı Andrea Possenti, “INAF tarafından yönetilen büyük radyo teleskopu SRT’nin, uzay-zamanın bu yavaş nefesinin verilerindeki ortaya çıkışının tanıkları arasında yer alması tüm İtalyan astrofizikçileri için büyük bir memnuniyettir” diye açıklıyor. Cagliari ve EPTA’nın kurucuları arasında, Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nün eski başkanı Nichi D’Amico ile birlikte: “Bu, İtalya’nın merkezi rolünü küresel düzeyde doğrulayan yeni ve büyük bir bilimsel sonuçtur. Sardunya (SRT ile ve umarım yakında Einstein Teleskopu ile), gelecek on yıllar boyunca yerçekimi dalgalarının çalışmasında”. EPTA sonuçları, bugün dünyadaki diğer işbirlikleri tarafından paralel olarak duyurulan ve sırasıyla PPTA, CPTA ve NANOGrav olarak bilinen Avustralya, Çin ve Kuzey Amerika pulsar zamanlama dizisi (PTA) deneylerine rapor veren bir dizi bağımsız yayınla karşılaştırılır. tüm işbirliklerinde tutarlıdır ve yerçekimi dalgalarından kaynaklanan bir sinyalin verilerindeki varlığını daha da doğrular. Bununla birlikte, gözlemlenen sinyalin doğası, kendisini giderek daha net bir şekilde göstermesini gerektirdiğinden, iş burada bitmiyor. “Doktoraya doğru zamanda başladım – yaklaşık bir yıldır Cagliari INAF’ta tam olarak EPTA bağlamında araştırmasını yürüten Cagliari Üniversitesi’nde doktora öğrencisi Francesco Iraci’yi hatırlıyor – ve sabırsızlanıyorum” ‘daha fazla veri iyileştirmeye’ katkıda bulunmak.
Aslında, yeni bir olgunun keşfini kesin olarak ilan etmek amacıyla, deneyin sonucunun rastgele olma olasılığının milyonda birden daha az olması fizikte iyi bir uygulamadır. EPTA ve diğer uluslararası işbirlikleri tarafından bildirilen sonuç yakındır, ancak yine de bu kriteri tam olarak karşılamamaktadır: aslında, rastgele gürültü kaynaklarının sinyali oluşturmak için işbirliği yapma olasılığı hâlâ binde bir civarındadır. Dört işbirliğinden (EPTA, InPTA, PPTA ve NANOGrav) bağımsız olarak analizlerini tamamlayan araştırmacılar, şimdi Uluslararası Pulsar Zamanlama Dizisinin koordinasyonu içinde verilerini doğrudan birleştiriyorlar. Amaç, dünya çapında on üç radyo teleskopla gözlemlenen toplam 100’den fazla pulsar örneğinde yapılan ölçümlerden yararlanmaktır. Bu nedenle verilerin artan miktarı ve kalitesi, gökbilimcilere Evrenin keşfinde yeni bir çağın başladığına dair reddedilemez bir kanıt sağlamalıdır.
EPTA, ikisi İtalya’da olmak üzere Avrupa’daki on bir kurumdan bilim insanlarının bir işbirliğidir (merkez merkezi Cagliari’de bulunan INAF ve Milano-Bicocca Üniversitesi) ve ultra-düzenli nabız gözlemlerini kullanmak için astronomları ve teorik fizikçileri bir araya getirir. “pulsar” adı verilen nötron yıldızlarından Galaksimizin büyüklüğünde bir yerçekimi dalgası detektörü oluşturmak için. Aslında, pulsarlar yüksek hassasiyete sahip doğal saatler gibi davranırlar ve darbelerinin varış zamanlarındaki çok küçük varyasyonların (saniyenin milyonda birinden daha az ve birbiriyle ilişkili) tekrar tekrar ölçülmesiyle, dakika açılımlarını ölçmek mümkündür. uzak Evren’den yerçekimi dalgalarının geçişinden kaynaklanan uzay-zaman sıkışmaları. Dünya’dan Samanyolu’muz içinde seçilen ve bizden binlerce ışıkyılı uzaklıkta 25 atarca doğrultusunda uzanan bu devasa yerçekimi dalgası detektörü, çok yavaş bir ritmi olan bir tür yerçekimi dalgasını incelemeyi mümkün kılıyor. Cascina’daki (Pisa yakınlarında) Başak ve ABD’deki LIGO’nun öne çıktığı sözde yerçekimi dalgası interferometreleri tarafından 2015’ten başlayarak gözlemlenenlerden çok daha uzun dalga boyları.
Cagliari’deki INAF’ta coşku aşikar “EPTA’nın gözlemleri sayesinde, benzersiz kaynaklar ve fenomenlerle ilişkili ultra uzun yerçekimi dalgalarının (Hertz’in milyarda biri salınım frekanslarına karşılık gelen) evrenine yeni bir pencere açıyoruz.” , diyor araştırmacı Caterina Tiburzi Meslektaşım Marta Burgay, “Bu yerçekimi dalgaları, Evrenin evriminde şimdiye kadar çözülmemiş bazı gizemleri incelememize izin veriyor, örneğin, ikili sistemlerin oluşturduğu anlaşılması zor kozmik popülasyonun özellikleri de dahil. Güneş’inkinden milyarlarca kat daha büyük kütlelere sahip iki süper kütleli kara delik. Bu karadeliklerin, birbiriyle birleşen galaksilerin merkezinde yörüngede döndüğü ve yörüngeleri sırasında Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin ultra uzun kütleçekimsel dalgalar yaydıklarını öngörüyor. Veri toplamak için kullanılan araçlar Almanya’da Effelsberg Radyo Teleskobu, Birleşik Krallık’ta Jodrell Bank Gözlemevi’nin Lovell Teleskobu, Fransa’da Nancay Radyo Teleskobu, Hollanda’da Westerbork Radyo Sentez Teleskopu ve Sardinia Radyo Teleskopu’dur ( SRT) İtalya’da. “Bu sonuçlar – yine Cagliari’nin INAF’ından astronom Delphine Perrodin’i ekliyor – Avrupa’nın en büyük beş radyo teleskopu kullanılarak yürütülen onlarca yıllık özenli ve yorulmak bilmeyen gözlem kampanyalarına dayanıyor. Ayrıca ayda bir kez bu teleskoplardan gelen veriler de toplanarak deneyin hassasiyeti daha da artırılıyor” dedi. Bu gözlemler daha sonra Hindistan’daki Dev Metrewave Radyo Teleskopu tarafından sağlanan verilerle tamamlandı ve böylece veri seti daha da doğru hale getirildi.
INAF’ın Kıdemli Araştırmacısı Andrea Possenti, “INAF tarafından yönetilen büyük radyo teleskopu SRT’nin, uzay-zamanın bu yavaş nefesinin verilerindeki ortaya çıkışının tanıkları arasında yer alması tüm İtalyan astrofizikçileri için büyük bir memnuniyettir” diye açıklıyor. Cagliari ve EPTA’nın kurucuları arasında, Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nün eski başkanı Nichi D’Amico ile birlikte: “Bu, İtalya’nın merkezi rolünü küresel düzeyde doğrulayan yeni ve büyük bir bilimsel sonuçtur. Sardunya (SRT ile ve umarım yakında Einstein Teleskopu ile), gelecek on yıllar boyunca yerçekimi dalgalarının çalışmasında”. EPTA sonuçları, bugün dünyadaki diğer işbirlikleri tarafından paralel olarak duyurulan ve sırasıyla PPTA, CPTA ve NANOGrav olarak bilinen Avustralya, Çin ve Kuzey Amerika pulsar zamanlama dizisi (PTA) deneylerine rapor veren bir dizi bağımsız yayınla karşılaştırılır. tüm işbirliklerinde tutarlıdır ve yerçekimi dalgalarından kaynaklanan bir sinyalin verilerindeki varlığını daha da doğrular. Bununla birlikte, gözlemlenen sinyalin doğası, kendisini giderek daha net bir şekilde göstermesini gerektirdiğinden, iş burada bitmiyor. “Doktoraya doğru zamanda başladım – yaklaşık bir yıldır Cagliari INAF’ta tam olarak EPTA bağlamında araştırmasını yürüten Cagliari Üniversitesi’nde doktora öğrencisi Francesco Iraci’yi hatırlıyor – ve sabırsızlanıyorum” ‘daha fazla veri iyileştirmeye’ katkıda bulunmak.
Aslında, yeni bir olgunun keşfini kesin olarak ilan etmek amacıyla, deneyin sonucunun rastgele olma olasılığının milyonda birden daha az olması fizikte iyi bir uygulamadır. EPTA ve diğer uluslararası işbirlikleri tarafından bildirilen sonuç yakındır, ancak yine de bu kriteri tam olarak karşılamamaktadır: aslında, rastgele gürültü kaynaklarının sinyali oluşturmak için işbirliği yapma olasılığı hâlâ binde bir civarındadır. Dört işbirliğinden (EPTA, InPTA, PPTA ve NANOGrav) bağımsız olarak analizlerini tamamlayan araştırmacılar, şimdi Uluslararası Pulsar Zamanlama Dizisinin koordinasyonu içinde verilerini doğrudan birleştiriyorlar. Amaç, dünya çapında on üç radyo teleskopla gözlemlenen toplam 100’den fazla pulsar örneğinde yapılan ölçümlerden yararlanmaktır. Bu nedenle verilerin artan miktarı ve kalitesi, gökbilimcilere Evrenin keşfinde yeni bir çağın başladığına dair reddedilemez bir kanıt sağlamalıdır.