Enkelt uttryckt: Varför gravitationsvågor hålla löftet om ett fönster till mörk materia och mörk energi

Först var det ljus och ljud, fysiska sinnen. Sedan kom upptäckt av x-strålar och en mängd andra liknande strålning att göra upp det elektromagnetiska spektrumet, det synliga ljuset är en del av det. Människors uppfattning av, och kunskap om, avlägset objekt, eller att de är för små för att kunna ses, beror på påvisande av elektromagnetiska vågor antingen släpps ut eller reflekteras av dem.

Dessa elektromagnetiska vågor ofta bär på information som är karakteristisk för de objekt de släpps ut. Olika typer av detektorer har byggts under åren för att fälla dessa elektromagnetiska vågor och läsa den information som de bär på. Nästan hela kroppen av kunskap om den fysiska universum är byggt från den information som fångas med hjälp av elektromagnetiska vågor.

Som vi vet nu, att ca 95 procent av universum finns mörk materia eller mörk energi. Båda dessa har endast visat i teorin, och det har inte heller varit direkt “observerade’. Det beror på att dessa är “öppen” till elektromagnetiska vågor. Som sådan, att de inte direkt kan identifieras av alla befintliga detektor.

Svarta hål, de ofattbart täta områden i universum som ens ljuset, eller andra elektromagnetiska vågor, som inte kan fly, hade inte heller varit “observerade” på grund av denna anledning. Fram till den 14 September 2015, som är, när forskare fann det första direkta bevis för förekomsten av svarta hål genom gravitationsvågor som genereras av ett par av snabbt stigande blackholes 1,3 miljarder år sedan.

Det är denna förmåga att erbjuda en helt ny “vision” för mänskliga varelser — att ” se ” tidigare osynliga objekt i universum — som har gjort upptäckten av gravitationsvågor en av de viktigaste någonsin, på en nivå med upptäckten av elektromagnetiska vågor ca 150 år sedan.

Som elektromagnetiska vågor, gravitationella vågor också är tänkt att vara kännetecknande för den händelse som genererat dem. Det är därför som forskare kan berätta att en fångas på LIGO observatorier i Usa den 14 September förra året var resultatet av två svarta hål coalescing till en.

För att vara säker på att denna nya “visionen” är inte så tydliga som nu. Den gravitationella vågor är extremt svaga signaler, och det tog extremt komplicerat instrument för att fånga en svag glimt av en händelse som tagit fram en ofattbar mängd energi. Gravitationsvågor bör rutinmässigt produceras av en rad andra händelser mycket närmare jorden, men skulle kräva precision av instrumentering i observatorier för att gå upp med flera storleksordningar.

Av denna anledning, och flera andra, gravitationsvågor bara möjligheten av en fönster — och inte, så att säga, öppna fönstret i sig — att observera mörk materia och mörk energi. Det är stora smulor av mörk materia som flyter runt, och det är möjligt att de också kan vara coalescing tillsammans som de svarta hål som var fångade. Men det skulle kräva utvecklats former av nuvarande observatorier för att spela in dessa.

Men gravitationsvågor är nästan säker på att utlösa byggandet av fler LIGO-som observatorier för att upptäcka och studera dem. Flera är redan i planering eller konstruktion scener, däribland en i Indien. Eu har redan en funktionell och en i Italien, som kallas JUNGFRUN, och är i färd med att ställa upp i rymden, som heter eLISA, eller Utvecklats Laser Interferometer Space Antenna.

Indien har också föreslagit att ställa upp en LIGO-som gravitationen våg observatorium. Förslaget har väntat på regeringens godkännande sedan 2012. Under tiden har forskare nollställs in på två möjliga platser, en i Rajasthan, och den andra i Maharashtra. Konstruktion och känslighet för observatoriet skulle vara nästan identisk med LIGO. Om tidsplaner följs från och med nu, det skulle ta åtta år för projektet att börja göra vetenskap löper från den dag det blir regeringens godkännande.

En annan observatorium, med olika design, planeras i Japan. Det är föreslaget att bli mindre, och skulle vara under jord.