Lisa, un observatoire d’ondes gravitationnelles de 1,6 milliard de dollars qui sera lancée pour lancer la prochaine décennie, révolutionnera la façon dont nous voyons les ondes gravitationnelles – les troubles infinitésimaux de la première fois sont prédits il y a plus d’un siècle et détectés il y a seulement huit ans.
À l’automne, nous avons publié une plongée profonde dans la conception de Lisa et les obstacles techniques qui doivent être surmontés pour inclure des métiers futuristes dans l’espace. Maintenant, nous avons interrogé des scientifiques sur les données réelles qui seront collectées par Lisa – quelles idées peuvent être produites par les données et comment ces informations changeront notre compréhension de l’univers, de la source de la gravité des ondulations à la voie d’Echo pour former un cosmos.
Lisa: Simple mais juste
Lisa est une abréviation de l’antenne d’espace interféromètre laser et se compose de trois vaisseaux spatiaux qui orbitent le soleil dans une formation de triangle fixe. Lisa est un interféromètre, ce qui signifie que la mission reniflera les ondes gravitationnelles en utilisant l’interférométrie laser – mesurant la distance entre la masse à l’aide d’un faisceau laser qui est très exact MIL (2,5 millions de km) de cette longueur.
Le laser est très important, mais une seule partie de la conception de Lisa – ils ne mesurent que des bâtons pour la distance entre trois cubes métalliques, un dans chacun des trois vaisseaux spatiaux Lisa. Le cube est en alliage en platine or pour minimiser les aimants qui peuvent être suivis. Encore une fois, l’objectif de Lisa est de passer l’espace sans que personne ne touche ces cubes autres que l’espace et les ondulations qui montent dessus.
“L’idée de base derrière la conception est que nous lançons ces cubes”, a déclaré Saavik Ford, une astrophysique de l’American Natural History Museum, dans un appel avec Gizmodo. “Nous voulons juste qu’ils s’asseyent là et éprouvent l’excitation du temps sans autres forces qui agissent sur eux, et c’est la dernière partie qui est une partie difficile.”
“Vous devez manœuvrer de l’artisanat lorsque la masse (cube d’or-platine) s’est écrasée, pour s’assurer que le vaisseau spatial lui-même ne flotte pas vers les masses et le frappera, ce qui sera terrible”, a ajouté Ford.
En ce qui concerne la complexité de Lisa, l’étudiant de Grad de Ford, Jake Postiglione, a une analogie: le défi technique s’apparente à tirer un laser de New York à Los Angeles (si la terre était plate), et essayer de frapper un globe oculaire d’une mouche de fruits de fruit Fly Fly avec ça. Et les mouches au laser et aux fruits se déplacent lorsque l’opération a été révélée.
L’ampleur des défis techniques “franchement surprise”, a déclaré Ford, “et je suis très heureux que ce ne soit pas mon département”.
La NASA fournit plusieurs éléments d’instrumentation LISA, y compris son système laser, un système de télescope et des appareils qui géreront le niveau de charge électrique dans le cube d’essai.
Le cube d’or-platine sera utilisé comme masse de test de Lisa. Image: ESA
La fréquence des objets en orbite est déterminée par la fréquence à laquelle ils complètent l’orbite complète les uns autour les uns des autres. Nos détecteurs d’ondes gravitationnels pour détecter certaines fréquences pour diverses raisons, mais chaque détecteur a une limite principale: ils sont piégés sur Terre.
Oracle est basé sur un ancien trou noir
Le détecteur d’ondes gravitationnelles varie dans le type de fréquence orbitale qu’ils détectent. Détecteur terrestre-qui est une collaboration de la ligo-virgo-kagra-guérison pour détecter la haute fréquence, qui correspond aux masses plus petites telles que les trous noirs de taille étoile. Mais lorsque la masse devient un peu plus grande – disons, plus de deux cents fois la masse de notre soleil – la fréquence de leurs orbitales est une gamme similaire au bruit produit par notre propre planète.
“Fondamentalement, il y a une fréquence où la terre elle-même est très bruyante afin que le sol soit votre problème”, a déclaré Ford. “Vous ne pouvez vraiment pas le faire. Vous devez aller dans l’espace, d’une manière ou d’une autre.”
Dans l’espace, une série de temps pulsar fait une mesure de mesure utile pour le plus grand trou noir, bien que la Terre fasse toujours partie de l’équation. Dans cet arrangement, l’observatoire sur la terre surveille la lumière de la foudre de la foudre de l’objet qui tourne rapidement (pulsar); Quand le temps est léger pour la Terre plus correctement Retardé ou précipité, c’est une indication que l’espace est étiré ou comprimé par des ondes gravitationnelles. En 2023, un groupe de collaboration de tableau lorsque Pulsar a découvert de solides preuves de fond d’onde gravitationnelle dans les données Pulsar.
Le trou noir qui est vu par le pull de chronométrage du tableau est généralement des milliards de fois la masse du soleil et se trouve au milieu du monstre de la galaxie – Ils nains sagittarius a *, le trou noir au milieu – le milieu du laiteux Way, qui entre à peu près avec le fond inférieur, quatre millions de masses de soleil. Si le trou noir de la bouillie, Lisa deviendra Goldilocks. Cette mission reniflera les ondes gravitationnelles basse fréquence qui sont presque impossibles à distinguer du bruit dans les détecteurs basés sur la Terre. Qui dit que l’observatoire spatial peut détecter de grands trous noirs de la taille d’une étoile et de la taille de l’étoile à l’objet compact du superminive-biner et d’autres éclats et arrière-plans astrophysiques.
“Le réseau de synchronisation pulsar nous donne des informations sur le fond stochastique pour un grand trou binaire noir à une fréquence très basse, et Ligo a essentiellement fixé des limites aux différents niveaux familiaux de la fusion d’objets compacts de masse”, a déclaré Emanuele Berti, une masse de masse théorique théorique de masse Théorique théorique “, a déclaré Emanuele Berti, théorie théorique théorique des physiciens. À l’Université Johns Hopkins, dans les appels vidéo avec Gizmodo.” L’esprit a changé de diverses manières, mais je dirai que la connaissance la plus intéressante que nous pouvons faire avec Lisa est centrée Autour de la fusion de Big Hole, en particulier, car c’est quelque chose que nous ne pouvons pas étudier sur le terrain. “
Évitez le bruit dans l’espace
Bien que Lisa aura une perturbation beaucoup moins importante dans l’espace que sur Terre – il s’avère zéro – l’observatoire doit filtrer le bruit cosmique. Il y a des objets dans l’univers qui rendent les trous noirs beaucoup plus difficiles à voir car ils rayonnent également des ondes gravitationnelles. La forme la plus ennuyeuse de ces intrus concises est le binaire nain blanc: coquilles compactes des étoiles avec orbite les unes avec les autres et finalement rejoindre, en remuant du temps dans des processus tels que Wross dans le mélangeur. L’exception à ce bruit est lorsque Binari est situé Donc Ont déclaré qu’ils peuvent être élus individuellement et reconnus tels qu’ils est. Ces deux épées, la «vérification binaire» aideront les astronomes à confirmer la capacité de Lisa parce que la mission est dans sa position.
Le concept d’un artiste sur le binaire nain blanc. Illustration: Tod Strohmayer (GSFC), CXC, NASA, Illustration: Berry Dana (CXC)
Lisa détectera simultanément le bruit de millions de sources, dont beaucoup sont dans notre galaxie, selon la NASA. Les scientifiques sépareront le blé de la balle à l’aide d’un grand nombre de traitements de données et ajusteront les données avec la théorie et le modèle d’objets connus de l’univers existant. Avec plus d’une décennie avant le lancement de Lisa, les scientifiques travaillent sur des défis de données artificielles pour se préparer à une vraie affaire.
Tracé l’évolution cosmique
“En fait, il n’y a que deux questions en astrophysique, et ils” comment pouvons-nous arriver ici? ” Et “sommes-nous nous-mêmes?” “Ford a dit. “Tout ce que nous faisons est chargé de répondre à un petit morceau de l’un ou l’autre, et parfois tous les deux, de ces questions.”
“Nous ne sommes pas dans un jeu de trou noir qui parle généralement pour répondre à quelque chose à voir avec” sommes-nous nous-mêmes? “, A ajouté Ford. “Mais” comment pouvons-nous arriver ici assez importants pour comprendre ce trou noir. “
Comprendre la naissance, la vie et la mort des étoiles – et le rôle de ce four à fusion nucléaire dans la production d’éléments – est étroitement lié à la présence de trous noirs. De plus, le type d’étoiles formées par la galaxie et la quantité dans laquelle la forme peut être associée à la masse et au comportement du trou noir dans le cœur de la galaxie – le trou noir peut être un mangeur en désordre – souvent les étoiles éruvantes et le matériel étoilé et les étoiles et les étoiles et le lancement de matériaux et le jetant dans l’espace – ce qui en fait des participants actifs à l’évolution de l’univers autour d’eux.
“Il y a un certain nombre de documents à ce sujet dans un petit téléphone rouge, des sucettes, du point, le point de sortie là-bas pour faire mal des AgN (le cœur de la galaxie active – le cœur des galaxies brillantes alimentées par le trou noir Supermasi) est possible que proviendra de l’augmentation de Hugh Black Hole “, a déclaré Berti.” est devenu un autre événement d’un déroutant. “
Observation du télescope spatial Webb de petits points rouges Voir des taches comme lorsque l’univers a vieilli entre 600 millions d’années et 1,5 milliard d’années. Bien que des recherches récentes montrent que les points sont des signes de la croissance des trous noirs qui étaient auparavant obscurcis dans l’univers précoce – et les modèles cosmologiques ne sont pas “endommagés” comme le suggèrent l’observation de l’en-tête principale – l’observation de la Lisa aidera à exprimer les propriétés exactes de la confusion Lumière qui confondait la confusion de la source.
Lisa observera l’agitation des trous noirs et caractérisera mieux une série d’objets concis dans notre univers. Ces informations peuvent également être appliquées aux modèles cosmologiques existants et aux théories applicables, telles que la relativité générale d’Einstein. Les données foncières (pour parler de l’espace ici) seront un test de stress intéressant pour les idées sur l’univers, dont l’un est célèbre pour avoir été validé lorsque LIGO détecte les ondes gravitationnelles en 2015. On sait qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu que On sait qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu qu’il est connu dans l’encre noire compliquée, mais les scientifiques Lisa est déterminé à attirer des rideaux – Si seulement quelques-uns – dans certains des mystères les plus fondamentaux de l’univers.
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