Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã phóng thành công LISA Pathfinder, một tàu vũ trụ được thiết kế để trình diễn công nghệ quan sát sóng hấp dẫn trong không gian. Vụ phóng diễn ra tại sân bay vũ trụ Châu Âu ở Kourou, Guiana thuộc Pháp trên một tên lửa Vega, lúc 4:04 GMT ngày 3 tháng 12, (10:04 tối EST ngày 2 tháng 12 năm 2015).
Sóng hấp dẫn là những gợn sóng trong kết cấu của không thời gian, được Albert Einstein tiên đoán trong Lý thuyết tương đối tổng quát của ông. Cho đến nay, vì chúng cực kỳ nhỏ bé và vô cùng mờ nhạt, sóng hấp dẫn đã được chứng minh là khó nắm bắt. Công nghệ cần thiết để phát hiện chúng rất nhạy cảm và do đó rất khó để thụ thai, lập kế hoạch và xây dựng.
Nhiệm vụ của LISA Pathfinder chỉ đang thử nghiệm công nghệ để xem liệu có thể phát hiện ra các sóng gây ra bởi một sự kiện hấp dẫn như sự va chạm của hai lỗ đen, siêu tân tinh hoặc một ngôi sao với sự quay tròn lắc lư.
Một sự kiện như vậy sẽ gây ra một biến dạng nhỏ trong kết cấu của không gian và dự đoán rằng những thay đổi nhỏ này sẽ được phát hiện. Tuy nhiên, độ chính xác cần thiết để phát hiện bất kỳ sóng hấp dẫn nào là phi thường. Một ví dụ về cách sóng hấp dẫn nhỏ bé: những gợn sóng phát ra từ một cặp lỗ đen quay quanh sẽ kéo dài một cây thước dài hàng triệu km nhỏ hơn kích thước của một nguyên tử.
LISA Pathfinder sẽ sử dụng tia laser và giao thoa chuyên dụng để đo khoảng cách giữa hai khối bạch kim vàng nổi tự do sẽ được giải phóng vào hai buồng chân không riêng biệt cách nhau 38 cm. Giữa các buồng này là các máy dò giao thoa kế. Các hình khối sẽ tương đương với sự rơi tự do, và do đó không bị các lực bên ngoài và bên trong tác động lên chúng, ngoại trừ trọng lực. Các máy dò sẽ theo dõi các vị trí tương đối của khối vuông với độ chính xác cao. Những thử nghiệm này sẽ đặt nền móng cho các đài quan sát sóng hấp dẫn trong tương lai.
Xem video dưới đây để biết mô tả chi tiết và trực quan hóa về cách hoạt động của LISA Pathfinder:
Giúp tàu vũ trụ duy trì ổn định là điều quan trọng nhất để phát hiện sóng hấp dẫn, do đó, cũng đang được thử nghiệm trong nhiệm vụ này là Hệ thống giảm nhiễu của NASA (DRS), một công nghệ đẩy cho phép điều chỉnh vị trí của tàu vũ trụ để hệ thống luôn ở giữa. khối thử nghiệm. Sử dụng tia laser, vị trí của các khối thử nghiệm nổi tự do sẽ được đo bằng dụng cụ giao thoa kế với độ chính xác là 100.000 chiều rộng của một sợi tóc người.
Một lần nữa, LISA Pathfinder sẽ không trực tiếp phát hiện sóng hấp dẫn, nhưng nó sẽ chứng minh các công nghệ cần thiết để quan sát chúng. Phi thuyền bây giờ sẽ trải qua một giai đoạn vận hành sáu tuần vì nó đứng đầu về phía Lagrange Point L1, khoảng 930.000 dặm (1,5 triệu km) từ Trái đất theo hướng mặt trời Sau đó tám tháng trình diễn công nghệ sẽ diễn ra.
Nếu mọi việc suôn sẻ, một tương lai đầy đủ quy mô tàu vũ trụ quan sát có thể sử dụng cùng một loại cảm biến, nhưng họ sẽ được đặt trong ba phi thuyền cá nhân được phân cách bởi khoảng 600.000 dặm (1 triệu km). Sau đó, các nhà khoa học có thể đo được sóng hấp dẫn thay đổi khoảng cách giữa các khối lượng thử nghiệm như thế nào, đó sẽ là một sự khác biệt trên thang đo của picomet (một picomet là một phần nghìn mét).
Thông tin thêm: Bảng thông tin tìm đường ESISA LISA, JPL,
