LIGO

LIGO (ראשי תיבות של Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) הוא ניסוי בפיזיקה ומצפה גלי כבידה בארצות הברית, אשר מנסים לגלות גלי כבידה באופן ישיר.

מטרת LIGO היא לחזות ישירות בגלי כבידה שמקורם ביקום. ב־1916, הייתה תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין הראשונה לחזות גלים אלה, כאשר הטכנולוגיה הנדרשת כדי לאתרם לא הייתה קיימת. גלי כבידה נצפו בעקיפין כאשר הפולסר הבינארי PSR 1916+13 נצפה, מה שזיכה את ראסל אלן הולס וג'וזף הוטון טיילור בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1993.

הניסוי החל בשנת 1992 על ידי קיפ תורן ורונלד דריוור מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, וריינר וייס מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, כפרויקט משותף. הפרויקט ממומן על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF). הפרויקט נחשב כגדול וכשאפתני ביותר אי פעם במימון הקרן, כאשר נכון לשנת 2002, הושקעו כ־365 מיליון דולר.

ה־LIGO Scientific Collaboration) ,LSC) היא קבוצה גדולה של חוקרים, כ־600 אנשים מכ־40 מוסדות, המנתחים את הנתונים מ־LIGO ומגלאים אחרים, על מנת לפתח גלאי רגיש יותר בעתיד.

גלאי גלי הכבידה מורכב משני צינורות באורך של 4 ק"מ כל אחד, שיוצרים ביחד צינור בצורת האות L. בכל אחד מהצינורות עוברת קרן לייזר שנפגשת עם השנייה בנקודת החיבור של הL. במצב רגיל שתי הקרניים נפגשות, מתאבכות ומבטלות זו את זו. כאשר פוגע במכשיר גל כבידה שנפלט מחור שחור או מכוכבי ניטרוניים שמתנגשים הוא גורם לזרוע אחת להתכווץ ולהתרחב באופן שונה מהזרוע השנייה, והדבר גורם שיבוש לביטול העדין של שתי הקרניים ויוצר תבנית התאבכות אותה ניתן לנתח באופן ממוחשב. הצינורות מרוקנים מאוויר בכדי שלא יבלעו את אור הלייזר. המראות שבזרועות, מלוטשות בדיוק של אחד חלקי 75 מיליארד הסנטימטר וניתן להזיזן בדיוק של פחות ממיליונית המטר. הדיוק של המכשיר כה גבוה שניתן לקלוט בו תנודות של כריתת עצים במרחק חצי קילומטר ושל גלי ים במרחק של קילומטרים. 

בארצות הברית נמצאים שני גלאים כאלה. אחד בהנפורד שבמדינת וושינגטון והשני במחוז ליווינגסטון שבמדינת לואיזיאנה. עוד קיימים בעולם גלאים נוספים. גלאי איטלקי-צרפתי ששמו VIRGO בפיזה שבאיטליה, גלאי יפני ששמו TAMA מחוץ לטוקיו, וגלאי בריטי-גרמני ששמו GEO600 בהנובר שבגרמניה. המטרה בפיזור הגלאים במרחקים שונים היא לאתר את הכיוון שממנו מגיעים גלאי הכבידה.

מדענים רבים הודו שצמד גלאי הענק לא  יהיה רגיש דיו לאתר אירועים משמעותיים ולאחר שצמד הגלאים פעל בפרויקט בין השנים 2002–2010 הוא פורק לאחר שלא גילה סימנים לקיומם של גלי כבידה.

צמד גלאים רגישים יותר, Advanced LIGO, הופעל בספטמבר 2015.

תגליות גלי כבידה

ב־11 בפברואר 2016 הודיעו מדעני LIGO שהצליחו לגלות ראיות לגלי כבידה. התגלית קיבלה את הסימון GW150914, קיצור של: Gravitational Wave 2015-09-14.

ב־15 ביוני 2016 הודיעו מדעני LIGO כי הצליחו לזהות עוד אירוע של גלי כבידה. הסיגנל נקלט ב־26 בדצמבר 2015, בשעה 3:38 (UTC). אירוע זה התרחש בעקבות מיזוג של שני חורים שחורים, בעלי מסות של 14.2 מסות שמש ו־7.5 מסות שמש, במרחק של 1.4 מיליארד שנות אור. תגלית זו קיבלה את הסימון GW151226.

פרס נובל לפיזיקה לשנת 2017 הוענק לשלושה ממדעני LIGO, ריינר וייס, בארי בריש וקיפ תורן, על תרומתם המכרעת בפרויקט LIGO ועל זיהוי גלי הכבידה. זאת פעם ראשונה בהיסטוריה שפרס נובל בתחומים המדעיים (פיזיקה, כימיה וכן פיזיולוגיה או רפואה) מוענק בתוך פרק זמן כה קצר מרגע התגלית שעליה הוא מוענק (התגלית התרחשה ב־15 ביוני 2016, פחות משנתיים מרגע התרחשותה ועד לפרס). על פי רוב, הפרסים בתחומים המדעיים מוענקים עשרות שנים לאחר התרחשות התגלית או ההישג.

לקריאה נוספת
 מיצ'יו קאקו, עולמות מקבילים, הוצאת כתר, עמ' 277-281

קישורים חיצוניים

 

 
 אתר הפרויקט
 
 
 מהומה רבה על גלי מאומה (FAQ's על הניסוי ותוצאותיו בבלוג "רשימות בפיזיקה עיונית")

הערות שוליים

כבידה
תורת היחסות
אסטרופיזיקה