מבצע מחקר משותף של סוכנויות החלל האמריקנית והאירופית מיועד לאיתור גלי-כבידה
מאת: ד"ר נח ברוש
במאה ה-19 האמינו פיסיקאים שגלי האור מתקדמים בעולם בזכות תווך בלתי נראה, הממלא כל דבר וחלל. האור, סברו, הוא ה"רעידה" של אותו תווך. כינוהו: "האתר העולמי".
ב-1887 הראו שני הפיסיקאים מייקלסון ומורלי שהאתר אינו קיים; תוצאות הניסוי סללו את הדרך לתורת היחסות הפרטית של איינשטיין (1904). בניסוי המפורסם פיצלו מייקלסון ומורלי קרן אור לשתי קרניים. הם הניחו לאחת להתקדם בכיוון אחד, והאחרת התקדמה בכיוון ניצב. בסוף הדרכים, וחזרו שתי הקרניים על עקבותיהן וחוברו מחדש לקרן אחת. החיבור יצר את תופעת ה"התאבכות": הקרניים חיזקו או החלישו זו את זו, על-פי הפרש הדרכים של קרן אחת לעומת זולתה.
תקוות החוקרים הייתה שתנועת קרן אחת בכיוון תנועת כדור הארץ סביב השמש, תשנה את מהירותה לעומת הקרן שנעה בניצב. זה לא התרחש. מכאן: מהירות האור היא קבועה.
גירסת-ענק לניסוי מייקלסון-מורלי נמצאת עתה בהכנה, כשיתוף פעולה בין נאס"א לאיס"ה, סוכנות החלל האירופית. ליס"ה – כך יקראו לפרוייקט – היא הגדלה של המכשיר שנבנה לפני יותר ממאה שנה. מטרתה לגלות גלי כבידה.
על-פי תורת איינשטיין, נוכחות של חומר ביקום גורמת להתעקמותו. קרני האור, ביקום שבו קיים חומר, נעות בקווים עקומים כשההתעקמות היא על-פי התעקמות המרחב.
איינשטיין חישב זאת תיאורטית וחישוביו נמצאו נכונים בליקויי החמה המלאים שנראו בסוף העשור השני של המאה ה-20.
קרני אור הכוכבים שנראו ליד שפת השמש, שהוסתרה בליקוי בידי הירח, עיקמו את מסלוליהם, כך שהכוכבים הקרובים לשמש כאילו הוסטו ממקומם הצפוי.
ליס"ה תנסה למדוד את שינוי ההתעקמות הרגעי של המרחב כשגל כבידה עובר בתוך מערכת השמש.
גלי הכבידה הם תוצאה אחרת מתורת היחסות הכללית. הם נוצרים עקב תנועה של חומר – למשל הקפה הדדית של חורים שחורים – או בנפילת כוכב רגיל לתוך חור שחור, בסופרנובה. אם גל כבידה עובר דרך מערכת השמש, הוא גורם ברגע מסויים לשינוי המרחקים שבין שתי נקודות.
ליס"ה נבנית כדי למדוד שינויי מרחק זעירים, לאורך מרחקים של מיליוני ק"מ. החלק העיקרי בניסוי הן המראות: קוביות מסגסוגת זהב ופלטינה, שצלעותיהן ארבעה ס"מ בלבד ופאה אחת בכל קובייה לוטשה לפעול כמראה.
כל קובייה שוכנת בליבת החללית ומוגנת מהשפעות חיצוניות על-ידי דפנות החללית. הסיבה: לא רק גלי כבידה יכולים להשפיע על מיקום כל קובייה – גם לחץ הקרינה מהשמש, או פגיעת חלקיקים למיניהם. כדי למנוע זאת, החללית תנוע סביב הקובייה באמצעות מנועים יוניים ותשמור שהקובייה תימצא תמיד במרכזה.
ליס"ה מורכבת משלוש חלליות ובכל אחת קוביית-מראה אחת. בין הפאות מחזירות האור תרוץ קרן לייזר, שתעבור בין החזרה להחזרה מרחק של חמישה מיליון ק"מ. כשיעבור גל כבידה דרך המשולש המורכב משלוש החלליות, דרך אחת או שתיים מהן יחול שינוי בר-מדידה. על-פי חישובים ראשוניים, תידרש מדידה מתמשכת של כשלוש שנים לפחות כדי למצוא מספיק מקרים של גלי כבידה אפשריים שיביאו לפריצת הדרך בהבנת היקום.
