حال ہی میں، یورپی خلائی ایجنسی (ESA) نے خلاء میں کشش ثقل کی لہروں کی پیمائش کے لیے پہلے تجرباتی منصوبے کی باضابطہ منظوری دی ہے۔ لیزر انٹرفیرومیٹرک اسپیس اینٹینا (LISA) کہلانے والا یہ پروجیکٹ 2.5 ملین کلومیٹر کے اندر اندر لیزر بیم کے پھیلاؤ کے عین مطابق وقت کا تجزیہ کرکے کائناتی واقعات جیسے سپر میسیو بلیک ہولز کے انضمام سے پیدا ہونے والے خلائی وقت میں بڑے پیمانے پر لہروں کا پتہ لگائے گا۔ نظام شمسی.
یورپی خلائی ایجنسی نے 25 جنوری کو اعلان کیا کہ ملٹی بلین یورو مشن کی تعمیر 2025 میں شروع ہو جائے گی، جس کے 2035 کے لانچ کا منصوبہ ہے۔ "مشن انتہائی اختراعی ہے اور یہ کشش ثقل کی لہروں کے ذرائع کے بارے میں ایک کھڑکی کھول دے گا جس کا پتہ صرف LISA ہی لگا سکتا ہے،" والیریا کورول، جرمنی کے گارسنگ میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ برائے فلکی طبیعیات کی ماہر فلکیات نے کہا، جو LISA تعاون کی رکن ہیں۔ ٹیم
جو چیز LISA کو زمین پر مبنی ڈٹیکٹروں کے مقابلے میں منفرد بناتی ہے وہ کم تعدد پر کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کی صلاحیت ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ بہت بڑے اور زیادہ دور کائناتی مظاہر پر روشنی ڈال سکتا ہے، جیسے کہ بلیک ہولز ایک دوسرے کے گرد چکر لگا رہے ہیں، جو دائرہ کار میں بہت بڑے ہیں۔ اور 2015 میں زمین کی بنیاد پر لیزر انٹرفیومیٹرک گروویٹیشنل ویو آبزرویٹری (LIGO) کے ذریعہ پہلی بار پتہ چلنے والوں سے فاصلہ۔
LISA پراجیکٹ کو بنانے میں ایک طویل عرصہ گزر چکا ہے، کارسٹن ڈانزمان، جرمنی کے ہنور میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار گروویٹیشنل فزکس کے ڈائریکٹر اور LISA کنسورشیم کے سربراہ کو یاد کرتے ہیں، جنہوں نے 31 سال پہلے LISA کے لیے تجویز لکھی تھی۔ اس تجربے کا مقصد کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگا کر فاصلے کی پیمائش کرنا ہے (ایک میٹر کے قریب ترین ٹریلینویں حصے تک) جس پر ایک لیزر لاکھوں کلومیٹر دور بڑے پیمانے پر دو پوائنٹس کے درمیان سفر کرتا ہے، اس قدر درستگی کے ساتھ کہ خلائی وقت کے علاوہ عملی طور پر کوئی بھی چیز خود اس کی حرکت کو متاثر نہیں کر سکتی۔ کارسٹن ڈانزمین کو یقین ہے کہ یہ منصوبہ کامیاب ہو جائے گا، یہ کہتے ہوئے کہ "پہلے لوگوں نے سوچا کہ یہ خیال مضحکہ خیز ہے، لیکن میں نے ان سے کہا کہ صبر کریں۔"
LISA مشن گولڈن ٹرائنگل:خلا میں کشش ثقل کی لہر کا پتہ لگانا
LISA پروگرام تین یکساں ترتیب شدہ خلائی جہازوں پر مشتمل ہوگا جو ایک مساوی مثلث کی تشکیل میں سورج کے گرد چکر لگائے گا (شکل 1)۔ ہر خلائی جہاز کے اندر سونے اور پلاٹینم سے بنا 4.6 سینٹی میٹر لمبا تیرتا ہوا مکعب ہوتا ہے۔ ان کیوبز کے درمیان رشتہ دار فاصلوں کو درست طریقے سے ماپنے کے لیے لیزر کا استعمال کرتے ہوئے، LISA بہت زیادہ درستگی کے ساتھ کشش ثقل کی لہروں کے ذریعے پیدا ہونے والی لطیف مقامی اور وقتی تغیرات کا پتہ لگانے کے قابل ہے (پکو میٹر کی ترتیب کے مطابق، یا ایک ملی میٹر کے ایک اربویں حصے پر)۔ اس طرح کی تبدیلیاں بڑے پیمانے پر اشیاء کی تیز رفتار حرکت سے پیدا ہوتی ہیں۔ یہ عمدہ پیمائشیں LISA کو کشش ثقل کی لہروں کے ماخذ کی نشاندہی کرنے کی اجازت دیتی ہیں، ایک آلہ والیریا کورول نے "سائنس فکشن سے ایک آلہ" کے طور پر بیان کیا ہے۔
تصویر 1 LISA مشن خلائی جہاز کا تصوراتی خاکہ۔ 3 سیٹلائٹ سورج کے گرد مدار میں ایک مثلث بنائیں گے۔
Karsten Danzmann بتاتے ہیں کہ اتنے فاصلے پر اعلیٰ درستگی کی پیمائش کرنے کے چیلنجوں کے باوجود، خلائی ماحول زمین کے مقابلے اس طرح کے تجربات کے لیے بہت زیادہ سازگار ہے۔ خلا میں کمپن، ماحول میں خلل اور دیگر دوغلوں کی عدم موجودگی تجربات کے لیے تقریباً ایک مکمل خلا فراہم کرتی ہے۔ تاہم، ٹکنالوجی کی پیچیدگی کا تقاضا ہے کہ آلات انتہائی قابل اعتماد ہوں، کیونکہ ایک بار لانچ ہونے کے بعد اسے سائٹ پر ٹھیک نہیں کیا جا سکتا۔
LISA پروجیکٹ کو 300،000 کلومیٹر اور 3 بلین کلومیٹر کے درمیان طول موج پر کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، یہ ایک ایسی رینج ہے جو زمین پر مبنی لیزر انٹرفیومیٹرک گروویٹیشنل ویو آبزرویٹری (LIGO) کی کھوج کی صلاحیتوں کے درمیان خلا کو پُر کرتی ہے۔ پلسر ٹائمنگ اری۔ یہ LIGO کے مقابلے طویل طول موج پر اور پلسر ٹائمنگ اری کے مقابلے نسبتاً کم طول موج پر کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگا سکتا ہے۔ فی الحال، Pulsar Timeing Array کچھ ستاروں کو "بیکنز" کے طور پر استعمال کرکے پوری کہکشاں میں کشش ثقل کی لہروں کا مشاہدہ اور مطالعہ کرنے کے لیے تحقیق کر رہا ہے، جو وقتاً فوقتاً سگنلز خارج کرتے ہیں جو سائنسدانوں کو کشش ثقل کی لہروں کی طویل طول موج کا پتہ لگانے میں مدد کرتے ہیں۔
LISA اور کشش ثقل کی لہر کی کھوج پر عالمی تعاون کے امکانات
Karsten Danzmann بتاتے ہیں کہ مختلف تجربات اپنے اپنے منفرد مظاہر کا مشاہدہ کرتے ہیں اور تکمیلی ڈیٹا فراہم کرتے ہیں، بالکل اسی طرح جیسے ریڈیو دوربینیں اور نظر آنے والی روشنی والے آلات کرتے ہیں۔ اس کے سراسر سائز کی بدولت، LISA سپر ماسیو بلیک ہول کے انضمام سے کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے قابل ہو جائے گا، اور ساتھ ہی LIGO کے ذریعے پتہ چلنے والے تصادم کے مرحلے میں پہلے خارج ہونے والے سگنلز کا پتہ لگانے کے قابل ہو جائے گا۔ LISA سے یہ بھی توقع کی جاتی ہے کہ وہ کائناتی واقعات کا انکشاف کرے گا جو پہلے کبھی نہیں دیکھے گئے تھے۔ جیسے کہ بلیک ہولز کے سائز سے زیادہ سفید بونے کے تصادم اور غیر مساوی بڑے پیمانے پر بائنری بلیک ہول انضمام۔
ماہرین فلکیات توقع کرتے ہیں کہ اس تجربے سے ابتدائی کائنات میں پیدا ہونے والی کشش ثقل کی لہر کے پس منظر کے شور کا پتہ چل سکے گا، جس کی پیش گوئی تھیوری سے کی گئی ہے، اور ممکنہ طور پر ابتدائی بلیک ہولز سے خارج ہونے والے سگنلز کو پکڑے گی، ویلیریا کورول نے کہا۔ LISA سے سائنسدانوں کو یہ سمجھنے میں مدد کرنے کی امید ہے کہ کس طرح کی شرح کائنات کی توسیع کشش ثقل کی لہروں کے ماخذ تک فاصلے کی پیمائش کرکے اس کا پتہ لگاتی ہے۔
چین 2030 کی دہائی میں اپنے خلائی کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے والے بھی شروع کرنے کا منصوبہ بنا رہا ہے، جنہیں خلائی کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے والے "تائیجی پروگرام" اور "تیانکن پروگرام" کہا جاتا ہے۔ چین کے خلائی کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے پروگرام کو LISA منصوبے کی ترقی میں مدد ملی ہے، جس سے اس کے نفاذ کے امکانات میں اضافہ ہوتا ہے۔ "Tianqin پروگرام" کے پروگرام کو چینی پروگرام کے نام سے جانا جاتا ہے، اور یورپی LISA پروگرام کے برعکس، اس کا مقصد 2035 کے ارد گرد خلائی بنیاد پر کشش ثقل کی لہروں کی رصد گاہ بنانا ہے جس کے ذریعے جغرافیائی مداروں میں تین ہم وقت ساز سیٹلائٹس کی اونچائی پر تعینات کی جائے گی۔ تقریباً 100،000 کلومیٹر، کشش ثقل کی لہروں کا خلائی پتہ لگانے کے لیے، تقریباً 170،000 کلومیٹر "تیانکن" کے ساتھ ایک مساوی مثلث برج بناتا ہے۔ "تائیجی پلان" بنیادی طور پر یورپی LISA پلان کی طرح ہی ہے، زمین سے تقریباً 50 ملین کلومیٹر دور ہیلیو سینٹرک مدار میں، تین تمام ملتے جلتے سیٹلائٹس لانچ کرتا ہے، تین ستاروں کی تشکیل کا مدار سورج کے ساتھ مرکز کے طور پر، ڈیزائن مداخلت کرنے والے بازو بازو کی لمبائی یعنی سیٹلائٹ کا فاصلہ 3 ملین کلومیٹر۔ Tianqin، LISA، Taiji تین منصوبوں، سابق ایک geocentric مدار پروگرام ہے، مؤخر الذکر دو heliocentric مدار پروگرام ہیں، ایک ہی بنیادی ٹیکنالوجی کی ضرورت ہے، بھی ان کے اپنے مختلف تکنیکی مشکلات ہیں، لیکن خلائی کشش ثقل کی لہر کا پتہ لگانے کی تکمیلی ہے. ESA کی طرف سے LISA پروگرام کی منظوری سائنسی برادری میں ایک اہم سنگ میل کی نشاندہی کرتی ہے۔
