ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆ (GWB): ನೇರ ಪತ್ತೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಗತಿ

ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆ 2015 ರಲ್ಲಿ ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್‌ನ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಿದ್ಧಾಂತದಿಂದ ಅದರ ಭವಿಷ್ಯವಾಣಿಯ ಶತಮಾನದ ನಂತರ 1916 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಯಾಯಿತು. ಆದರೆ, ನಿರಂತರ, ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಅಲೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆ (GWB) ಇದು ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಇದುವರೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಯಾಗಿಲ್ಲ. ಉತ್ತರ ಅಮೆರಿಕಾದ ನ್ಯಾನೊಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು (NANOGrav) ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿರುವುದನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ ಅದು 'ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆ (GWB)' ಆಗಿರಬಹುದು.   

1916 ರಲ್ಲಿ ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಸೂಪರ್ನೋವಾ ಅಥವಾ ವಿಲೀನದಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ಘಟನೆಗಳನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಉತ್ಪಾದಿಸಬೇಕು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ಮೂಲಕ ಪ್ರಚಾರ ಯೂನಿವರ್ಸ್. ಭೂಮಿಯು ಮುಳುಗಿರಬೇಕು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕುಗಳಿಂದ ಸಾರ್ವಕಾಲಿಕ ಆದರೆ ಇವುಗಳು ಪತ್ತೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲುಪುವ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಅವು ಅತ್ಯಂತ ದುರ್ಬಲವಾಗುತ್ತವೆ. 2015 ರಲ್ಲಿ LIGO-ಕನ್ಯಾರಾಶಿ ತಂಡವು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾದಾಗ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸುಮಾರು ಒಂದು ಶತಮಾನವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು. ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ಎರಡರ ವಿಲೀನದಿಂದಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಭೂಮಿಯಿಂದ 1.3 ಬಿಲಿಯನ್ ಬೆಳಕಿನ ವರ್ಷಗಳ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ ⁽¹⁾. ಇದರರ್ಥ ಪತ್ತೆಯಾದ ತರಂಗಗಳು ಸುಮಾರು 1.3 ಶತಕೋಟಿ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ನಡೆದ ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ಘಟನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.  

2015 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಪತ್ತೆಯಾದ ನಂತರ, ಉತ್ತಮ ಸಂಖ್ಯೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ದಾಖಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವು ಎರಡರ ವಿಲೀನದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿವೆ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು, ಕೆಲವು ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ ⁽²⁾. ಎಲ್ಲಾ ಪತ್ತೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಎಪಿಸೋಡಿಕ್, ಬೈನರಿ ಜೋಡಿಯ ಕಾರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಅಥವಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಮತ್ತು ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುವ ಅಥವಾ ಪರಸ್ಪರ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ ⁽³⁾ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ, ಕಡಿಮೆ ತರಂಗಾಂತರ (ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ).   

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೂಲಗಳ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ರಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಆದ್ದರಿಂದ ಅನೇಕ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಕಡೆಯಿಂದ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಅಥವಾ ಶಬ್ದವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲೂ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತಿರಬಹುದು. ಇದು ನಿರಂತರ, ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನದ ಸಣ್ಣ ತರಂಗವಾಗಿರಬೇಕು. ಅದರ ಕೆಲವು ಭಾಗವು ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್‌ನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿರಬಹುದು ಎಂದು ಅಂದಾಜಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕರೆ ಮಾಡಿದೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆ (GWB), ಇದು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಪತ್ತೆಯಾಗಿಲ್ಲ ⁽³⁾.  

ಆದರೆ ನಾವು ಒಂದು ಪ್ರಗತಿಯ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರಬಹುದು - ಉತ್ತರ ಅಮೆರಿಕಾದ ನ್ಯಾನೊಹರ್ಟ್ಜ್ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಅಲೆಗಳು (NANOGrav) ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆ (GWB) ಆಗಿರುವ ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಸಂಕೇತದ ಪತ್ತೆಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ. ^(4,5,6).  

ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿದ LIGO-ಕನ್ಯಾರಾಶಿ ತಂಡದಂತೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಜೋಡಿಗಳಿಂದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು, NANOGrav ತಂಡವು ನಿರಂತರವಾದ, ಶಬ್ದದಂತಹ, 'ಸಂಯೋಜಿತ'ವನ್ನು ಹುಡುಕಿದೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ಲೆಕ್ಕವಿಲ್ಲದಷ್ಟು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಕಪ್ಪುಕುಳಿಗಳು ರಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ. 'ಬಹಳ ಉದ್ದದ ತರಂಗಾಂತರ'ದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ವರ್ಣಪಟಲದ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ.

ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಗಳಂತೆ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಗಳನ್ನು ದೂರದರ್ಶಕದಿಂದ ನೇರವಾಗಿ ವೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.  

ನ್ಯಾನೊಗ್ರಾವ್ ತಂಡವು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದೆ ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ತಿರುಗುವ ಪಲ್ಸರ್‌ಗಳು (MSPs). ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗದಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲ್ಪಡಬೇಕಾದ ಈ ಪಲ್ಸರ್‌ಗಳಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಸ್ಥಿರ ಮಾದರಿಯು ಬರುತ್ತಿದೆ. ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಆಗಮನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸ್ಟೆಬಲ್ ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸರ್‌ಗಳ (MSP) ಸಮೂಹವನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವುದು ಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿತ್ತು.ಗ್ಯಾಲಕ್ಸಿ-ಗಾತ್ರದ” ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಪತ್ತೆಕಾರಕ ನಮ್ಮದೇ ಗ್ಯಾಲಕ್ಸಿ. ಅಂತಹ 47 ಪಲ್ಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ತಂಡವು ಪಲ್ಸರ್ ಟೈಮಿಂಗ್ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ರಚಿಸಿದೆ. ಅರೆಸಿಬೋ ಅಬ್ಸರ್ವೇಟರಿ ಮತ್ತು ಗ್ರೀನ್ ಬ್ಯಾಂಕ್ ಟೆಲಿಸ್ಕೋಪ್ ರೇಡಿಯೋ ಅಳತೆಗಾಗಿ ದೂರದರ್ಶಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.   

ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಪಡೆದ ಡೇಟಾ ಸೆಟ್ 47 MSP ಗಳನ್ನು ಮತ್ತು 12.5 ವರ್ಷಗಳ ಅವಲೋಕನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಇದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, GWB ಯ ನೇರ ಪತ್ತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿ ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದರೂ ಪತ್ತೆಯಾದ ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನ ಸಂಕೇತಗಳು ಅದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ಬಹುಶಃ, ಮುಂದಿನ ಹಂತವು ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಲ್ಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅವುಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು.  

ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬೆಳಕು, ಎಕ್ಸ್-ರೇ, ಮುಂತಾದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿತರಾಗಿದ್ದರು. ರೇಡಿಯೋ ತರಂಗ ಇತ್ಯಾದಿ. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, 2015 ರಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಪತ್ತೆಯು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಆಕಾಶಕಾಯಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೊಸ ಅವಕಾಶವನ್ನು ತೆರೆಯಿತು. ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಿಗೆ ಅಗೋಚರವಾಗಿರುವ ಆಕಾಶ ಘಟನೆಗಳು. ಇದಲ್ಲದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣದಂತೆ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಗಳು ವಸ್ತುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವುದಿಲ್ಲ ಆದ್ದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆಯಿಲ್ಲದೆ ಅವುಗಳ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಮೂಲದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸುವ ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಅಡೆತಡೆಯಿಲ್ಲದೆ ಪ್ರಯಾಣಿಸುತ್ತವೆ.⁽³⁾

ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆಯ (GWB) ಪತ್ತೆಯು ಅವಕಾಶವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಹ ಸಾಧ್ಯವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಮೂಲವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಉತ್ತಮ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ.

***

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು:  

1. ಕ್ಯಾಸ್ಟೆಲ್ವೆಚಿ ಡಿ. ಮತ್ತು ವಿಟ್ಜೆ ಎ.,2016. ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್‌ನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದಿವೆ. ನೇಚರ್ ನ್ಯೂಸ್ 11 ಫೆಬ್ರವರಿ 2016. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361  

2. ಕ್ಯಾಸ್ಟೆಲ್ವೆಚಿ ಡಿ., 2020. 50 ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಘಟನೆಗಳು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಬಗ್ಗೆ ಏನನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ನೇಚರ್ ನ್ಯೂಸ್ 30 ಅಕ್ಟೋಬರ್ 2020 ರಂದು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0  

3. LIGO 2021. ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಗಳ ಮೂಲಗಳು ಮತ್ತು ವಿಧಗಳು. ನಲ್ಲಿ ಆನ್‌ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources 12 ಜನವರಿ 2021 ರಂದು ಪ್ರವೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ. 

4. ನ್ಯಾನೊಗ್ರಾವ್ ಸಹಯೋಗ, 2021. ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಲೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆಯ ಸಂಭವನೀಯ 'ಮೊದಲ ಸುಳಿವು'ಗಳನ್ನು ನ್ಯಾನೊಗ್ರಾವ್ ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ನಲ್ಲಿ ಆನ್‌ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html 12 ಜನವರಿ 2021 ರಂದು ಪ್ರವೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ 

5. ನ್ಯಾನೊಗ್ರಾವ್ ಸಹಯೋಗ 2021. ಪ್ರೆಸ್ ಬ್ರೀಫಿಂಗ್ - ನ್ಯಾನೊಗ್ರಾವ್ ಡೇಟಾದ 12.5 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ-ತರಂಗ ಹಿನ್ನೆಲೆಗಾಗಿ ಹುಡುಕಲಾಗುತ್ತಿದೆ. 11 ಜನವರಿ 2021. ಆನ್‌ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf  

6. Arzoumanian Z., et al 2020. NANOGrav 12.5 yr ಡೇಟಾ ಸೆಟ್: ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಸ್ಟೊಕಾಸ್ಟಿಕ್ ಗ್ರಾವಿಟೇಶನಲ್-ವೇವ್ ಬ್ಯಾಕ್‌ಗ್ರೌಂಡ್‌ಗಾಗಿ ಹುಡುಕಿ. ದಿ ಆಸ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಕಲ್ ಜರ್ನಲ್ ಲೆಟರ್ಸ್, ಸಂಪುಟ 905, ಸಂಖ್ಯೆ 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401  

***