🚀

كاشف الموجات الثقالية

اكتشف تموجات الزمكان من التصادمات الكونية — شاهد الدوران الحلزوني للنجوم الثنائية وحلل إشارات النقيق وقس الإجهاد عند 10⁻²¹

🚀 جرب الآن

ما هي الموجات الثقالية؟

الموجات الثقالية هي تموجات في نسيج الزمكان ناتجة عن أعنف الأحداث في الكون — اندماج الثقوب السوداء وتصادم النجوم النيوترونية وانفجار المستعرات العظمى. تنبأ بها أينشتاين عام 1916، لكنها لم تُكتشف مباشرة حتى عام 2015 عندما قاس LIGO تشوهاً أصغر من 1/10000 من عرض البروتون. يستخدم LIGO ذراعين ليزريين بطول 4 كيلومترات بشكل حرف L؛ الموجة الثقالية المارة تمدد أحد الذراعين وتضغط الآخر، مما يخلق نمط تداخل في ضوء الليزر المُعاد دمجه. إشارة الاندماج الثنائي تتصاعد في التردد — نقيق — مع اقتراب الأجسام حلزونياً واندماجها وتلاشيها. يتيح لك هذا المحاكي مشاهدة العملية بأكملها.

لماذا هذا مهم؟ فتح علم فلك الموجات الثقالية نافذة جديدة تماماً على الكون. قبل LIGO، كنا نستطيع فقط مراقبة الكون عبر الإشعاع الكهرومغناطيسي. الآن يمكننا سماع اهتزاز الزمكان نفسه. أكد الاكتشاف الأول (GW150914) وجود ثنائيات الثقوب السوداء النجمية واندماجها. اندماج النجوم النيوترونية GW170817 رُصد في الموجات الثقالية والضوء معاً — فجر علم الفلك متعدد الرسائل.

📖 تعمق أكثر

تشبيه 1

تخيل إسقاط كرتي بولينج على الترامبولين ومشاهدة تموج النسيج إلى الخارج - موجات الجاذبية تشبه تلك التموجات، باستثناء أن "الترامبولين" هو الزمكان نفسه و"كرات البولينج" عبارة عن ثقوب سوداء تتصاعد إلى بعضها البعض بسرعة نصف سرعة الضوء.

تشبيه 2

فكر في الزمكان باعتباره بركة ساكنة. عندما يصطدم جسمان ضخمان معًا، فإنهما يخلقان تموجات تنتشر عبر الكون. يشبه مرصد LIGO ميكروفونًا حساسًا بشكل لا يصدق يتم وضعه على سطح تلك البركة، ويستمع إلى أضعف دفقة من الاصطدام على بعد مليارات السنين الضوئية.

🎯 نصائح المحاكي

مبتدئ

اضغط على ابدأ، ثم انقر فوق "اندماج الزناد" لمشاهدة ثقبين أسودين يلتفان معًا ويندمجان. قم بتبديل "إظهار الشكل الموجي" لرؤية إشارة التغريد المميزة التي يكتشفها LIGO.

متوسط

جرب أنواعًا مختلفة من المصادر (BBH، BNS، NSBH) واضبط الكتل لترى كيف تؤثر كتلة الغرد على تردد شكل الموجة وسعة الضغط. قم بزيادة المسافة لرؤية انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR).

خبير

اضبط الدوران لرؤية تأثيرات سحب الإطار على الشكل الموجي. الانحراف غير الصفري ينتج نمطًا ملهمًا مختلفًا. يؤثر الميل على السلالة المرصودة، حيث تنتج الثنائيات المواجهة أقوى إشارة.

📚 المصطلحات

Gravitational Wave
تموجات في الزمكان ناجمة عن تسارع الأجسام الضخمة، كما تنبأ بها أينشتاين في عام 1916.
LIGO
مرصد موجات الجاذبية بمقياس التداخل الليزري - مقياسان للتداخل بطول 4 كيلومترات اكتشفا لأول مرة موجات الجاذبية.
Interferometry
تقنية تقسيم وإعادة تجميع أشعة الليزر للكشف عن تغيرات المسافة الأصغر من عرض البروتون.
Strain
التغير الجزئي في المسافة الناجم عن موجة الجاذبية. يكتشف مرصد LIGO سلالات 10⁻²¹.
Chirp Mass
معلمة الكتلة المجمعة لنظام ثنائي تحدد تطور تردد إشارة موجة الجاذبية.
Binary Merger
جسمان مدمجان (الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية) يتصاعدان معًا ويندمجان، وهو المصدر الأساسي لموجة الجاذبية.
Neutron Star Merger
اصطدام نجمين نيوترونيين ينتج عنه موجات الجاذبية والإشعاع الكهرومغناطيسي (كيلونوفا).
LISA
هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي — مهمة وكالة الفضاء الأوروبية مكونة من ثلاث مركبات فضائية تشكل مقياس تداخل يبلغ طوله 2.5 مليون كيلومتر.
Matched Filtering
تقنية معالجة الإشارات تقارن بيانات الكاشف مع قوالب أشكال موجات الجاذبية المتوقعة.
Ringdown
مرحلة ما بعد الاندماج حيث يستقر الجسم المتبقي في حالة مستقرة، وينبعث منه موجات جاذبية مخمدة.

🏆 شخصيات رئيسية

Albert Einstein (1916)

توقع موجات الجاذبية نتيجة للنسبية العامة

Rainer Weiss (2015)

ابتكر تصميم مقياس تداخل LIGO وشارك في قيادة أول اكتشاف لموجات الجاذبية، وحصل على جائزة نوبل لعام 2017

Kip Thorne (2015)

عالم فيزياء نظرية شارك في تأسيس مرصد LIGO وتنبأ بأشكال موجية يمكن ملاحظتها، حائز على جائزة نوبل لعام 2017

Barry Barish (1997)

مدير المشروع الذي حول مرصد LIGO من نموذج أولي إلى مرصد فعال، جائزة نوبل 2017

Joseph Weber (1960)

قام ببناء أول كاشف لموجات الجاذبية (شريط الرنين)، وكان رائدًا في فيزياء موجات الجاذبية التجريبية

🎓 مصادر التعلم

💬 رسالة للمتعلمين

استكشف العالم الرائع لاكتشاف موجات الجاذبية. كل اكتشاف يبدأ بالفضول!

ابدأ الآن

مجاني، بدون تسجيل

ابدأ الآن →