در سال ۱۶۶۵ سر ايزاك نيوتن قانون جاذبه ي عمومي را وضع كرد و درست ۲۵۰سال بعد دانشمند همه ي دوران فيزيك آلبرتاينشتين قوانين گرانش را توسعه داد و اصلاح كرد . در سال هاي نيوتون فضا و زمان مطلق فرض مي شد و دانشمندان آن زمان فكر مي كردند كه با اين قوانين نيوتني مي توان تمام
پديده هاي فيزيك را شرح داد . ولي پس مدتي مشخص شد كه واقعا" اين چنين نيست . در سال ۱۹۰۵ آلبرت اينشتين فضا و زمان را پيوسته فرض كرد به طوري كه يك بافت را به وجود مي آورند درست همانند تار و بود قالي كه در هم جفت مي شوند .
با تكيه بر اين نكته ي ساده از نسبيت عام مي توانيم امواج گرانشي را شرح دهيم . اينشتين كه خود خالص نسبيت خاص و عام بود پيش بيني كرده است كه اجرام بزرگ سماوي چون ستاره ها و يا ستاره هاي نوتروني در بافت فضا - زمان انحنا ايجاد مي كنند و با حركت خود موجب مي شوند تا اختلالاتي در اين بافت ايجاد شود . اين اختلالات كه عمدتا" بر اثر حركت اجرام سماوي پديد مي آيند امواجي را در فضا - زمان ايجاد مي كنند كه اصطلاحا" به آنها امواج گرانشي مي گويند .
از اين جهت به اين امواج گرانشي مي گويند كه تعريف گرانش در نسبيت به شرح زير است اثر هندسي جرم بر فضا - زمان اطراف خود را گرانش مي گويند در نسبيت عام گفته مي شود كه اين امواج قادر هستند با سرعت نور منتشر شوند . اگر قصد داريد اين امواج را تصور كنيد سنگي را در نظر بگيريد كه به درون استخري رها مي شود مسلما" اين سنگ امواجي را ايجاد مي كند كه مي توانند تا مسافتي زياد حركت كنند .
براساس نسبيت عام حركت هرجسم جرم داري اين امواج را توليد مي كند ؛ ولي مولد هاي عمده ي اين امواج را مي توان در سيستم هاي دوتايي اجرام سنگين همانند سيستم هاي دوتايي ستاره ي نوتروني و يا سياهچاله و ستاره ي نوتروني هستند . البته دو اخترفيزيك دان به نام هاي ژوزف تيلور و راسل هالس براي كار بروي سيستم هاي دوتايي ستاره هاي نوتروني و تأثير آنها بر امواج گرانشي در سال ۱۹۹۳ جايزه نوبل را دريافت كردند . در واقع سيستم هاي دوتايي شاهدي قوي بر وجود اين امواج هستند . البته سيستم هاي دوتايي مشتمل بر سياهچاله و ستاره ي نوتروني مي توانند امواج قوي توليد كنند
دوره ي مداري اين اجرام بين هزاران ثانيه تا چند سال متغيير است . اين اجرام مي توانند به دو سرانجام با يكديگر برخورد كنند . در اين صورت امواجي قوي و عظيم منتشر خواهد شد كه
ممكن است تعدادي از آن ها به زمين ما برسد و ما آنها را دريافت كنيم هر چند كه تا كنون اين امواج به طور مستقيم دريافت نشده اند اولين تلاش ها براي دريافت امواج گرانشي در سال ۱۹۶۰ توسط ژوزف وبر انجام شد . او براي آشكار كردن اين امواج استوانه به قطر ۶۰ سانتي متر و طول ۵/۱ متر ساخت كه بالغ بر ۱۰۰۰ كيلوگرم جرم داشت . در وسط اين استوانه سيمي به حالت پيچ خورده در محفظه اي خلاء به صورت معلق قرار داشت و در سطح آن كريستال هايي پيزوالكتريك به چشم مي خود اگر امواج گرانشي به اين استوانه برخورد مي كرد ارتعاشات و فشارهايي ايجاد مي كرد كه باعث مي شد اين كريستال ها جريان كمي را ايجاد كنند .
همانطور كه مي دانيم پيزو الكتريك ها در اثر فشار و ارتعاش برق توليد مي كننداين استوانه به صورتي طراحي شده بود كه بر اثر بزرگ ترين ارتعاش پاسخ مي داد زيرا اين استوانه در هر حال بر اثر گرما در نوسان خواهد بود . سرانجام در سال ۱۹۶۹ وبراعلام كرد كه اين امواج را با موفقيت به ثبت رسانده است و اين حاكي از آن بود كه موجي گرانشي به زمين برخورد كرده است . با اين وجود بيشتردانشمندان حرف او را نپذيرفتند . ولي دليلي هم نداشتند تا نظر او را رد كنند .
اكنون امواج گرانشي توسط آنتن تداخل سنج ليزري ، فضايي ايالات متحده ي آمريكا در صورت وجود دريافت خواهند شد . اين آنتن به اختصار ليزا ناميده مي شود ما سعي مي كنيم تا امواج گرانشي حاصل از بيگ بنگ را دريافت كنيم . اگر اين امواج به طور مستقيم دريافت شوند تحولي عظيم در اختر فيزيك رخ خواهد داد . همانطور كه گفته شد اين امواج در نسبيت عام آمده اند . با اين وجود هم چنان اشكالاتي نظري دارند اين مشكل همان اشكال هميشگي است كه ناسازگاري نسبيت با مكانيك كوانتوم است همانطور كه مي دانيد با حركت يك جسم جرم دار در فضا زمان ميزان انحناي فضا زمان تغيير مي كند و در نتيجه گرانش متحول مي شود . در نتيجه امواج گرانشي نيز تغيير مي كنند و همچون فضا - زمان پيوسته فرض مي شوند در اين صورت سه تا از چها تا نيروي بنيادي كوانتومي خواهند بود ولي گرانش اينگونه نخواهد بود . اگر امواج گرانشي را كوانتومي فرض كنيم باز هم با پيوستگي فضا - زمان ناسازگاري دارد تنهاي راه ممكن براي حل اين مشكل اين است كه فضا - زمان را نيز كوانتومي فرض كنيم اين مقدمه ي كوتاه از امواج گرانشي بود
www.parssky.com