ב- 11 בפברואר, 2016, הודיעו מדענים במצפה הכוכבים של גל אינטראקטיבי בלייזר (LIGO) על איתורם הראשון של גלי הכבידה. התפתחות זו, אשר אישרה תחזית שנעשתה על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין לפני מאה שנה, פתחה דרכי מחקר חדשות עבור קוסמולוגים ואסטרופיסיקאים. מאז אותה תקופה בוצעו איתורים נוספים שכולם אמרו כתוצאה של חורים שחורים המתמזגים.
הגילוי האחרון התרחש ב- 14 באוגוסט 2017, כאשר שלושה מצפי הכוכבים - ה- LIGO Advanced ו- גלאי הבתולה המתקדמים - זיהו במקביל את גלי הכבידה שנוצרו על ידי מיזוג חורים שחורים. זו הייתה הפעם הראשונה שגלי הכבידה התגלו על ידי שלושה מתקנים שונים מרחבי העולם, ובכך הובילו עידן חדש של מחקר ברשת ברחבי העולם על תופעות קוסמיות זו.
המחקר שפירט תצפיות אלה פורסם לאחרונה ברשת על ידי ה- LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration. כותרתו "GW170814: תצפית משלושה גלאים של גלי הכבידה מגרימת חור שחור בינארי", מחקר זה התקבל לפרסום גם בכתב העת המדעי. מכתבי ביקורת גופנית.
האירוע, שכונה GW170814, נצפה בשעה 10:30:43 UTC (06:30:43 EDT; 03:30:43 PDT) ב- 14 באוגוסט 2017. האירוע התגלה על ידי שני ה- LIGO של הקרן הלאומית למדע הלאומי גלאים (הממוקמים בליווינגסטון, לואיזיאנה, והנפורד, וושינגטון) וגלאי הבתולה הנמצאים בסמוך לפיזה, איטליה - המופעלת על ידי המרכז הלאומי למחקר מדעי (CNRS) והמכון הלאומי לפיזיקה גרעינית (INFN).
אף כי לא התגלה המקרה הראשון של גלי הכבידה, זו הייתה הפעם הראשונה בה התגלה אירוע על ידי שלושה מצפי הכוכבים בו זמנית. כפי שציין צרפת קורדובה, מנהל ה- NSF, בהודעה לעיתונות של ליגו לאחרונה:
"לפני קצת יותר משנה וחצי הודיעה NSF כי מצפה הגלים הכבידתי שלה בלייזר ביצע את האיתור הראשון של גלי הכבידה שנבעו מהתנגשות של שני חורים שחורים בגלקסיה שנמצאת במרחק של מיליארד שנות אור משם. כיום אנו שמחים להכריז על התגלית הראשונה שהתקיימה בשותפות בין מצפה הכוכבים-גל הכבידה לבין שיתוף הפעולה המדעי LIGO, הפעם הראשונה שגילוי גל הכבידה נצפה על ידי מצפים כוכבים אלה שנמצאים במרחק של אלפי מיילים זה מזה. זו אבן דרך מרגשת במאמץ המדעי הבינלאומי ההולך וגובר לפתוח את התעלומות יוצאי הדופן של היקום שלנו. "
על סמך הגלים שהתגלו, שיתוף הפעולה המדעי LIGO (LSC) ושיתוף פעולה עם מזל בתולה הצליחו לקבוע את סוג האירוע, כמו גם את מסת העצמים המעורבים. על פי המחקר שערך, האירוע נוצר בעקבות מיזוג של שני חורים שחורים - שהיו 31 ו 25- מסות שמש, בהתאמה. האירוע התרחש כשמונה מיליארד שנות אור מכדור הארץ, והביא להיווצרות חור שחור מסתובב עם כ -53 מסות שמש.
משמעות הדבר היא שכשלוש המוני שמש הוסבו לאנרגיית גל כבידה במהלך המיזוג, אשר התגלה אז על ידי LIGO ובתולה. בעוד שהוא מרשים בפני עצמו, הגילוי האחרון הזה הוא בסך הכל טעם של מה שגלאי גלי הכבידה כמו שיתופי הפעולה של LIGO ובתולה יכולים לעשות עכשיו ברגע שהם נכנסו לשלבים המתקדמים שלהם, ולשיתוף פעולה זה עם זה.
שניהם מתקדמים LIGO וגם מתקדם בתולה הם גלאים מהדור השני של הכבידה שהשתלטו מקודמים. מתקני LIGO, שהוקמו, נבנו ומופעלים על ידי Caltech ו- MIT, אספו נתונים ללא הצלחה בין 2002 ל 2010. עם זאת, החל מספטמבר 2015, Advanced LIGO נכנס לרשת והחל לבצע שתי ריצות צפייה - O1 ו- O2.
בתוך כך, גלאי הבתולות המקורי ערך תצפיות בין 2003 לאוקטובר 2011, שוב ללא הצלחה. בפברואר 2017 החלה האינטגרציה של גלאי הבתולות המתקדמות והמכשירים נכנסו לרשת עד חודש אפריל שלאחר מכן. בשנת 2007, מזל בתולה ו- LIGO חברו גם הם לשתף ולנתח במשותף את הנתונים שנרשמו על ידי הגלאים שלהם.
באוגוסט 2017 הצטרף גלאי הבתולות לריצת ה- O2, והגילוי בו-זמנית הראשון אי פעם התרחש ב- 14 באוגוסט, כאשר כל שלוש מכשירי ה- LIGO וה- Virgo נאספו נתונים. כפי שציין דובר LSC, דייוויד שומייקר - חוקר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) - גילוי זה הוא רק הראשון מבין אירועים רבים שצפויים.
"זו רק תחילתה של תצפיות שהרשת שמאפשרת בתולה וליגו עובדות יחד", אמר. "עם ריצת הצפייה הבאה שתוכננה לסתיו 2018, אנו יכולים לצפות לגילויים כאלה מדי שבוע או אפילו לעיתים קרובות יותר."
לא רק שזה אומר שלמדענים יש אפשרות טובה יותר לגלות אירועים עתידיים, אלא שהם גם יוכלו להצביע עליהם בדיוק רב בהרבה. למעשה, המעבר מרשת גלאים דו- לרשת-גלאי צפוי להגדיל את הסיכוי לאתר את מקור ה- GW170814 על ידי מפעל של 20. אזור השמים עבור GW170814 הוא רק 60 מעלות - יותר מפי 10 קטן מ עם נתונים מההפרעות של LIGO בלבד.
בנוסף, הדיוק שבו נמדדת המרחק למקור נהנה גם הוא מהשותפות הזו. כפי שהסבירה לורה קדונאטי, פרופסור לג'ורג'יה טק וסגנית דובר ה- LSC:
"הדיוק המוגבר הזה יאפשר לכלל הקהילה האסטרופיזית לגלות בסופו של דבר תגליות מרגשות יותר, כולל תצפיות מרובות מסרים. אזור חיפוש קטן יותר מאפשר תצפיות מעקב עם טלסקופים ולוויינים לאירועים קוסמיים המייצרים גלי כבידה ופליטות אור, כמו התנגשות של כוכבי נויטרונים. "
בסופו של דבר, הכנסת יותר גלאים לרשת גלי הכבידה תאפשר גם בדיקות מפורטות יותר של תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. דיוויד הרייצה, קלטק, המנכ"ל במעבדת ליגו, שיבח גם הוא את השותפות החדשה ואת מה שהיא תאפשר.
"עם איתור המפרקים הראשון הזה על ידי גלאי LIGO והמתולה המתקדמים, לקחנו צעד אחד קדימה אל תוך הקוסמוס של גל הכבידה," אמר. "מזל בתולה מביא יכולת חדשה ורבת עוצמה לאיתור ואיתור טוב יותר של מקורות גל כבידה, כזה שללא ספק יביא לתוצאות מרגשות ובלתי צפויות בעתיד."
חקר גלי הכבידה מהווה עדות ליכולת ההולכת וגדלה של צוותי המדע בעולם ומדע האינטרפרומטריה. במשך עשרות שנים קיומם של גלי כבידה היה רק תיאוריה; ועד סוף המאה, כל הניסיונות לאתר אותם לא הניבו דבר. אולם רק במהלך שמונה עשר החודשים האחרונים בוצעו מספר גילויים, וצפויים עשרות נוספות בשנים הקרובות.
יתר על כן, בזכות הרשת הגלובלית החדשה והמכשירים והשיטות המשופרות, אירועים אלה בטוחים לספר לנו כרכים על היקום שלנו ועל הפיזיקה השולטת בו.
