การทดลอง KAGRA ของญี่ปุ่นทดสอบเทคนิคใหม่ในการจำ เซ็กซี่บาคาร่า แนกระลอกคลื่นในกาลอวกาศในการแสวงหาเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงที่ดีขึ้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มเย็นชา
เครื่องตรวจจับที่กำลังมาแรงที่เรียกว่า KAGRA ตั้งเป้าที่จะตรวจจับระลอกคลื่นในกาลอวกาศโดยควบคุมการบิดของเทคโนโลยีขั้นสูง: ส่วนประกอบสำคัญที่ทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ และวางการตั้งค่าอัลตราไวโอเลตในถ้ำใต้ดินขนาดมหึมา
นักวิทยาศาสตร์จาก KAGRA ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองคามิโอกะ ประเทศญี่ปุ่น
ได้ผลลัพธ์จากการทดสอบด้วยความเย็นจัดครั้งแรกแล้ว การทดลองเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเครื่องตรวจจับควรพร้อมที่จะเริ่มค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงในปี 2019 ทีมรายงานวันที่ 14 มกราคมที่ arXiv.org
เครื่องตรวจจับใหม่จะเข้าร่วมกับหอดูดาวที่คล้ายกันในการค้นหาคลื่นคอสมิกในนาทีที่ซึ่งเกิดขึ้นจากเหตุการณ์รุนแรงเช่นการชนกันของหลุมดำ Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO, มีเครื่องตรวจจับสองเครื่องตั้งอยู่ใน Hanford, Wash. และ Livingston, La หอดูดาวอีกแห่งคือ Virgo ตั้งอยู่ใกล้ Pisa ประเทศอิตาลี เครื่องตรวจจับเหล่านี้อยู่เหนือพื้นดิน และไม่ใช้เทคนิคการทำความเย็น ทำให้ KAGRA เป็นเครื่องแรกในประเภทนี้
KAGRA ประกอบด้วยแขนยาว 3 กิโลเมตรสองตัว จัดเรียงเป็นรูปตัว “L” ภายในแขนแต่ละข้าง แสงเลเซอร์จะสะท้อนไปมาระหว่างกระจกสองบานที่ปลายทั้งสองข้าง แสงทำหน้าที่เหมือนไม้วัดขนาดยักษ์ โดยจับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในความยาวของแขนแต่ละข้าง ซึ่งอาจเกิดจากคลื่นความโน้มถ่วงที่เคลื่อนผ่านไปและบีบกาลอวกาศ
เนื่องจากเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงวัดความยาวที่เปลี่ยนแปลงได้น้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโปรตอน ผลกระทบเพียงเล็กน้อย เช่น การกระตุกของโมเลกุลบนพื้นผิวของกระจกอาจรบกวนการวัดได้ การทำความเย็นกระจกให้อยู่ที่ประมาณ 20 เคลวิน (–253° องศาเซลเซียส) จะจำกัดการกระตุกนั้น
ในการทดสอบใหม่ ซึ่งดำเนินการในฤดูใบไม้ผลิปี 2018 นักวิจัยได้ระบายความร้อนเพียงหนึ่งในกระจกทั้งสี่ของ KAGRA นายทาคาอากิ คาจิตะ ผู้นำของ KAGRA จากมหาวิทยาลัยโตเกียวกล่าว เมื่อเครื่องตรวจจับเริ่มทำงานจริง ตัวตรวจจับอื่นๆ จะถูกแช่เย็นด้วย
การมีเครื่องตรวจจับอยู่ใต้ดินยังช่วยให้กระจกไม่สั่นเนื่องจากกิจกรรมบนพื้นผิวโลก
LIGO มีความอ่อนไหวมากจนอาจได้รับผลกระทบจากรถบรรทุกที่ส่งเสียงดัง ลมแรง หรือแม้แต่สัตว์ป่าที่ซุกซน ( SN Online: 4/18/18 ) ถ้ำใต้ดินของ KAGRA ควรเงียบกว่านี้มาก
การสร้างใต้ดินและความหนาวเย็นต้องใช้เวลาหลายปีจากนักวิจัยของ KAGRA David Shoemaker โฆษกของ LIGO แห่ง MIT กล่าวว่า “พวกเขาได้รับมือกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ทั้งสองนี้ ซึ่งมีความสำคัญต่ออนาคตระยะยาวของวงการนี้ ในอนาคต เครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงที่ล้ำหน้ากว่านั้นสามารถสร้างโดยใช้เทคนิคของ KAGRA ได้
สำหรับตอนนี้ การเพิ่ม KAGRA ลงในหอดูดาวที่มีอยู่ควรช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ปรับปรุงการศึกษาว่าคลื่นความโน้มถ่วงมาจากไหน เมื่อนักวิทยาศาสตร์ตรวจพบสัญญาณคลื่นโน้มถ่วง พวกเขาเตือนนักดาราศาสตร์ที่ค้นหาแสงจากหายนะที่สร้างคลื่นโดยหวังว่าจะเข้าใจเหตุการณ์ได้ดีขึ้น ( SN: 11/11/17, p. 6 ) การมีเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงเพิ่มเติมในส่วนต่าง ๆ ของโลกจะช่วยให้แยกแยะแหล่งกำเนิดคลื่นได้ดีขึ้น “คุณลักษณะนี้สำคัญมาก” Kajita กล่าว “เพราะกล้องโทรทรรศน์สามารถมองเห็นได้เพียงส่วนเล็ก ๆ ของท้องฟ้าในแต่ละครั้ง”
ทฤษฎีผู้สมัครหลายทฤษฎีได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าเป็นทฤษฎีแบบครบวงจร เป็นคำถามเปิดกว้างว่าผู้สมัครเหล่านี้จะยอมให้การเดินทางข้ามเวลาในลักษณะที่สัมพัทธภาพทั่วไปทำหรือไม่ นักปรัชญาChristian Wüthrichจากมหาวิทยาลัยเจนีวาได้บันทึกไว้ในเอกสารฉบับใหม่
เขากล่าวว่าเป็นไปได้ว่าทฤษฎีหนึ่งที่แทนที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจยังรวมเอาความเท่าเทียมกันของลูปไทม์ไลค์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปด้วย และแม้ว่าทฤษฎีพื้นฐานจะไม่รวมลูปดังกล่าว แต่ก็อาจปรากฏในทางปฏิบัติได้
“แม้ว่าทฤษฎีพื้นฐานจะยังคงไม่เอื้ออำนวยต่อการเดินทางข้ามเวลา แต่ก็สามารถทนต่อความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลาในระดับอื่นที่มีพื้นฐานน้อยกว่า” Wüthrich เขียนในบทความของเขาโพสต์ออนไลน์ในเดือนมิถุนายน “ขึ้นอยู่กับว่าความสัมพันธ์ระหว่างทฤษฎีพื้นฐานกับกาลอวกาศเกิดขึ้นในแต่ละกรณี เราอาจพบว่าโครงสร้างกาลอวกาศที่โผล่ออกมาและมีขนาดมหึมานั้นอนุญาตให้เดินทางข้ามเวลาได้”
การทบทวนข้อเสนอที่สำคัญสำหรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมไม่ได้ให้ความหวังมากนัก วิธีการหนึ่งที่เรียกว่าทฤษฎีเซตเชิงสาเหตุ (causal set theory) กำหนดให้ชุดของเหตุการณ์ต้องจัดลำดับในความสัมพันธ์แบบเหตุและผลที่เหมาะสม ดังนั้น แนวความคิดหลักจึงดูเหมือนจะตัดส่วนโค้งของไทม์ไลค์ที่ปิดไว้ออกไป เซ็กซี่บาคาร่า
