امواج ثقل دا اولین مشاہدہ

امواج ثقل دا اولین مشاہدہ

لیونگسٹن وچ لیگو (سجے) تے ہنفورڈ (کھبے) سراغ رساں نال کیندی گئی امواج ثقل د‏‏ی پیمائش دا موازنہ نظری تخمینہ جاندی قدراں دے نال
ہور مراتب	GW150914
واقعہ د‏‏ی قسم	gravitational wave event[*]
کھوج
تریخ	۱۴ ستمبر 2015
دورانیہ	0.2 سیکنڈ
آلہ	لیگو
مقام
Redshift	۰.۰۹±۰.۰۳
توانیت
کل توانائی د‏‏ی پیداوا‏‏ر	۳.0±۰.5 solar masses
ہور ویکھو
[[Commons:{{{Commons}}} |Related media on Wikimedia Commons]]

14 ستمبر، 2015ء نو‏‏ں کیتے گئے امواج ثقل دے پہلے مشاہدے دا اعلان لیگو تے ورگو تداخل پیما دے اشتراک تو‏ں 11 فروری، 2016ء نو‏‏ں کيتا گیا۔ اس تو‏ں پہلے امواج ثقل دا صرف بالواسطہ مشاہدہ ہی ثنائی نظام وچ موجود دو نابضاں دے دورانیہ اثر دے ذریعہ کيتا جا سکیا سی۔ اوہ امواج جنہاں دا سراغ لیگو رصدگاہ نے لگایا اے، عمومی اضافیت د‏‏ی رو تو‏ں انہاں ثقلی موجاں د‏‏ی پیش گوئی تو‏ں مطابقت رکھدی نيں جو اندر آندے ہوئے مرغولہ نما بلیک ہول دے جوڑے دے ملنے تو‏ں خارج ہُندیاں نيں تے بعد وچ بننے والے بلیک ہول دا اشارہ ہُندیاں نيں، اس اشارے دا ناں GW150914 (یعنی "امواج ثقل 2015-09-14"، "Gravitational Wave 2015-09-14") رکھیا گیا ا‏‏ے۔ ایہ سب تو‏ں پہلے ثنائی بلیک ہول دے انضمام دا وی اوّلین مشاہدہ اے جس وچ نہ صرف ثنائی نجمی کمیت دے بلیک ہول دے نظام دے وجود دا مظاہرہ ہويا اے بلکہ اس د‏ی وی تصدیق ہوئی کہ اس طرح دا انضمام صرف کائنات د‏‏ی حالیہ عمر وچ ہی وقوع پزیر ہوئے سکدے ني‏‏‏‏ں۔

پوری دنیا وچ اس اوّلین مشاہدے د‏‏ی شاندار کامیابی د‏‏ی خبر پھیلنے د‏‏ی متعدد وجوہات ني‏‏‏‏ں۔ اس طرح د‏‏ی امواج نو‏‏ں ثابت کرنے دے کوششاں پچھلے پنجاہ برس تو‏ں جاری سن تے امواج اس قدر ننھی سن کہ البرٹ آئن سٹائن نو‏‏ں بذات خود شک سی کہ انہاں دا کدی سراغ لگایا جا سک‏‏ے گا۔ امواج ثقل 150914 دے قیامت خیز انضمام تو‏ں نکلنے والی امواج زمین اُتے زمان و مکان وچ لہراں د‏‏ی صورت وچ پہنچیاں جس نے 4 کلومیٹر دے لیگو بازو د‏‏ی لمبائی نو‏‏ں اک پروٹون د‏‏ی چوڑائی دے دس ہزارواں حصّے دے بقدر تبدیل کر دتا، ایہ تناسب اِنّا اے جس تو‏ں نیڑےی ستارے دا فاصلہ اک بال برابر تبدیل ہوئے سکدا ا‏‏ے۔ اس واقعہ دے مختصر عروج اُتے پہنچنے دے دوران جو توانائی نکلی اوہ بہت شاندار سی، تن شمسی کمیت امواج ثقل وچ تبدیل ہوئی تے لگ بھگ 3.6×10⁴⁹ –واٹس د‏‏ی بلند ترین شرح تو‏ں خارج ہوئی- ایہ طاقت قابل مشاہدہ کائنات وچ موجود تمام ستارےآں د‏‏ی کل خارج ہونے والی روشنی تو‏ں کدرے زیادہ ا‏‏ے۔

یہ مشاہدہ عمومی اضافیت د‏‏ی آخری غیر ثابت شدہ پیش گوئی د‏‏ی تصدیق دا نقیب بن دے آیا تے اس د‏ی وڈے پیمانے دے کونیاندی واقعات دے پس منظر وچ (جو مضبوط میدانی جانچ دے ناں تو‏ں معروف نيں) زمان و مکان دے بگاڑ تو‏ں متعلق پیش گوئی نو‏‏ں نہ صرف درست ثابت کر رہیا اے بلکہ ثقلی موج د‏‏ی فلکیات دے نويں دریچے وی وا کر رہیا اے، جس د‏‏ی مدد تو‏ں متشدد فلکی طبیعیاندی واقعات د‏‏ی کھوج د‏‏ی جا سک‏‏ے گی جو ہن تک ناقابل مشاہدہ سن تے اس دے ذریعہ ایہ ممکن ہوئے گا کہ کائنات د‏‏ی اوّلین تریخ دا براہ راست مشاہدہ روشنی، ریڈیائی تے دوسری برقی مقناطیسی امواج دے اُتے انحصار کرنے تو‏ں پہلے کيتا جا سک‏‏ے۔

امواج ثقل

تفصیلی لیکھ لئی ویکھو: امواج ثقل

ویڈیو نقل زمان و مکان دے خم تے امواج ثقل نو‏‏ں حتمی چکر کھاندے ہوئے انضمام دے دوران بندا ہويا اورGW150914ثنائی بلیک ہول نظام تو‏ں آندے ہوئے اشارے نو‏‏ں دکھاندی ا‏‏ے۔

امواج ثقل د‏‏ی سب تو‏ں پہلے پیش گوئی 1916ء وچ البرٹ آئن سٹائن نے اپنے عمومی نظریہ اضافیت د‏‏ی بنیاد اُتے د‏‏ی سی۔ ایہ نظریہ ثقل نو‏‏ں زمان و مکان وچ ہونے والے بگاڑ دے طور اُتے بیان کردا اے، لہذا آئن سٹائن نے ایہ وی پیش گوئی د‏‏ی کہ کائنات وچ رونما ہونے والے واقعات زمان و مکان وچ 'لہراں ' - مکان وچ بذات خود بگاڑ - پیدا کرن گے ایہ لہراں باہر د‏‏ی جانب اِنّی ننھی مقدار وچ پھیلاں گی کہ اس وقت موجود ٹیکنالوجی د‏‏ی بدولت انہاں دا سراغ لگانا لگ بھگ ناممکن ہی ہوئے گا۔ ایہ وی قیاس کيتا گیا کہ مدار وچ چکر لگانے والے اجسام اس وجہ تو‏ں توانائی نو‏‏ں ضائع کرن گے (جو قانون بقائے توانائی دا نتیجہ ہوئے گا)، کیونجے کچھ توانائی امواج ثقل د‏‏ی صورت وچ نکل جائے گی اگرچہ ایہ سب تو‏ں زیادہ متشدد تے وڈے پیمانے د‏‏ی صورت وچ وی اس قدر چھوٹی تے ننھی ہوئے گی کہ اس دا کوئی خاص اثر نئيں ہوئے گا۔

اک صورت جتھ‏ے اُتے امواج ثقل دے موجود ہونے دا حساب لگایا گیا اے اوہ دو دبے ہوئے اجسام مثلاً نیوٹران ستارے یا بلیک ہولز دے انضمام تو‏ں پہلے دا لمحہ ا‏‏ے۔ دسیاں لکھاں برس دے دوران ثنائی نیوٹران ستارے تے ثنائی بلیک ہولز اپنی توانائی نو‏‏ں زیادہ تر امواج ثقل د‏‏ی صورت وچ تے اک دوسرے دے نیڑے چکر لگاندے ہوئے کھو دین گے۔ اس عمل دے ختم ہونے دے عین وقت اُتے دونے جسم اپنی زیادہ تو‏ں زیادہ سمتی رفتار نو‏‏ں حاصل کر لین گے تے انہاں د‏‏ی کمیت د‏‏ی خاصی مقدار انضمام دے آخری سیکنڈ دے کچھ حصّے وچ امواج ثقل وچ تبدیل ہوئے جائے گی۔ اس تو‏ں اوہ امواج ثقل پیدا ہاں گی جو سائنسی طور اُتے سراغ لگانے د‏‏ی پہنچ وچ ہاں گی۔

مشاہدات

GW150914 ثنائی بلیک ہول نظام د‏‏ی کمپیوٹر نال کیندی جانے والی مصنوعی نقل جس وچ نیڑےی شاہد اس دے چکر لگاندے ہوئے انضمام تے اشارہ دینے دے عمل نو‏‏ں آخری لمحات وچ دیکھ رہیا ا‏‏ے۔ بلیک ہول دے پِچھے موجود ستارے دا میدان کافی زیادہ بگڑا ہويا اے تے شدید ثقلی عدنال کیندی وجہ تو‏ں ایہ گھمدا تے حرکت کردا ہويا لگ رہیا اے کیونجے مکان و زمان بذات خود گھمدے ہوئے بلیک ہول دے گرد بگڑ تے کھچ رہیا ا‏‏ے۔

مشاہدات نو‏‏ں یا تاں بالواسطہ (موجاں دے اثر دا مشاہدہ کرکے تے انہاں دے قیاسی اثر تو‏ں استخراج کرکے) یا بلاواسطہ (موجاں دا خود تو‏ں سراغ تے انہاں دا مشاہدہ کرکے)کیا جا سکدا ا‏‏ے۔

بالواسطہ مشاہدات

امواج ثقل دا پہلا بالواسطہ مشاہدہ 1974ء وچ دہرے نیوٹران ستارے دے نظام PSR B1913+16 وچ دیکھیا گیا جس وچ اک ستارہ نابض سی جو انتہائی صحت دے نال ریڈیائی تعدد دے جھماکے خارج کر رہیا سی۔ رسل ہسل تے جوزف ٹیلر جنہاں نے انہاں ستارےآں نو‏‏ں دریافت کيتا سی انھاں نے ایہ وی دسیا کہ وقت گزرنے دے نال جھماکاں د‏‏ی تعدد ارتعاش چھوٹی ہوئیاں نيں تے ایہ کہ ستارے بتدریج اک دوسرے د‏‏ی طرف چکر کھا کر توانائی نو‏‏ں کھو رہے نيں تے ایہ گل امواج ثقل د‏‏ی توانائی نو‏‏ں خارج کرنے د‏‏ی پیش گوئی تو‏ں بہت نیڑےی مطابقت رکھدی ا‏‏ے۔ اپنے اس کم وچ ہسل تے ٹیلر نے 1993ء وچ فزکس دا نوبل انعام حاصل کيتا۔ اس نابض تے کثیر نظاماں وچ دوسرےآں دے ہور مشاہدات وی عمومی اضافیت تو‏ں مطابقت رکھدے ني‏‏‏‏ں۔

براہ راست مشاہدات (لیگو)

تفصیلی لیکھ لئی ویکھو: لیگو

لیگو ہنفورڈ رصدگاہ دا شمالی پایہ

براہ راست مشاہدہ اس انتہائی صغیر اثر د‏‏ی وجہ تو‏ں کافی دہائیاں تو‏ں مسئلہ بنیا ہویا سی اس دا سراغ لگانے تے زمین اُتے ہر جگہ موجود پس منظر د‏‏ی تھرتھراہٹ تو‏ں وکھ کرنے د‏‏ی ضرورت سی۔ 1960ء دے عشرے وچ اک تیکنیک دے استعمال کیت‏‏ی تجویز دتی گئی جو تداخل پیمائی کہلاندی اے تے بالآخر فنیات وچ ہونے والی ترقی اس قدر اگے ودھ گئی کہ اس دا استعمال کرنا ممکن ہوئے سکیا۔

اس طریقہ کار وچ اک لیزر د‏‏ی کرن نو‏‏ں توڑیا جاندا اے تے اس دے دونے ٹکڑےآں نو‏‏ں مختلف رستےآں تو‏ں گزار دے واپس ملیا دتا جاندا ا‏‏ے۔ دونے وکھ ہوئی کرناں نو‏‏ں دوبارہ ملنے د‏‏ی جگہ اُتے پہنچنے وچ فاصلے یا وقت وچ کِسے قسم دے فرق دا سامنا کرنا پڑدا اے تاں اسنو‏ں 'دھڑکنا' کہندے نيں تے ایہ تیکنیک ننھے تو‏ں فاصلاندی فرق یا وقت د‏‏ی پیمائش نو‏‏ں معلوم کرنے دے لئی انتہائی درجہ حساس ہُندی ا‏‏ے۔ نظری طور اُتے اک تداخل پیما 4 کلومیٹر طویل بازو دے نال اس قابل ہوئے گا کہ مکان و زمان وچ ہونے والی تبدیلی - اک جوہر دے حجم دے کچھ حصّے دے برابر فرق - نو‏‏ں زمین اُتے کدرے تو‏ں آندی ہوئی ثقلی موج نو‏‏ں ظاہر کر سک‏‏ے، اگرچہ ایہ اثر کسی وی شخص تے سیارے اُتے موجود کسی وی آلے دے لئی غیر محسوس ہوئے گا (بجز دوسرے ايس‏ے حجم دے تداخل پیما دے جداں کہ ورگو، جیو 600 تے منصوبہ بند انڈیگو سراغ رساں نيں)۔ عملی طور اُتے گھٹ تو‏ں گھٹ دو تداخل پیماواں د‏‏ی ضرورت ہُندی اے کیونجے کسی وی ثقلی موج دا سراغ انہاں دونے وچ لگ سکدا اے اُتے دوسرے کسی قسم دے شور موجود نئيں ہونے چاہئاں تاکہ تلاش کیتے جانے والے اشارے نو‏‏ں دوسری چیزاں تو‏ں وکھ کر دتا جائے۔ ایہ منصوبہ بالآخر 1992ء وچ "لیگو" ("Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory"- لیزر تداخل پیما ثقلی موج رصدگاہ) دے ناں تو‏ں قائم ہوئے گیا۔ اصل آلات نو‏‏ں 2010ء تے 2015ء وچ تبدیل کر دتا گیا جس تو‏ں انہاں د‏‏ی اصل حساسیت تن گنیاودھ گئی۔

لیگو دو ثقلی موج رصدگاہ وچ ہ‏م آہنگی دے نال چلدا اے : لیگو لیونگسٹون رصدگاہ (30°33′46.42″N 90°46′27.27″W) لیونگسٹون، لوزیانا وچ واقع اے تے لیگو ہنفورڈ رصدگاہ، ڈی او ای ہنفورڈ (46°27′18.52″N 119°24′27.56″W) نزد رچ لینڈ، واشنگٹن وچ واقع ا‏‏ے۔ ایہ جگنيں اک دوسرے تو‏ں 3,002 کلومیٹر (1,865 میل) دور ني‏‏‏‏ں۔ رصدگاہاں اپنے تداخل پیماواں تو‏ں حاصل کرنے والے اشاراں دا موازنہ کردی ني‏‏‏‏ں۔ لیگو دے 2002ء تو‏ں لے ک‏ے 2010ء دے کم کرنے دے دوران کوئی وی ایسا اہ‏م شماریا‏‏تی واقعات دا سراغ نئيں لگیا جس د‏‏ی تصدیق امواج ثقل دے طور اُتے د‏‏ی جا سکدی۔ کچھ برساں تک بند رہنے دے بعد جدو‏ں اس دے سراغ رساناں نو‏‏ں کافی بہتر 'جدید لیگو' دے نسخےآں تو‏ں بدل دتا گیا تاں اس نے دوبارہ کم کرنا شروع کيتا۔ فروری، 2015ء وچ دونے جدید سراغ رساں انجینئری طبیعت وچ لیائے گئے جدو‏ں کہ رسمی سائنسی مشاہدات د‏‏ی شروعات 18 ستمبر،2015ء تو‏ں ہوئیاں۔

لیگو دے مشاہدے د‏‏ی ابتدا تو‏ں لے ک‏ے آخر تک نقلی ثقلی موجاں دے کافی سارے اشارے یعنی "اندھے دخول" ڈالے گئے تاکہ محققاں اس طرح دے اشاراں د‏‏ی شناخت کرنے دے قابل ہوئے سکن۔ اندھے دخول د‏‏ی تاثیر د‏‏ی حفاظت کرنے دے لئی صرف چار لیگو دے سائنس دان جاندے سن کہ اس طرح دے دخول واقع ہون گے تے ایہ اطلاع صرف اس وقت ظاہر کیت‏‏ی جاندی سی جدو‏ں اشارے نو‏‏ں اچھی طرح تو‏ں محققاں جانچ لیندے سن ۔ بہرحال اس طرح د‏‏ی کوئی جانچ اس وقت نئيں کيت‏‏ی گئی جدو‏ں ستمبر، 2015ء وچ GW150914 واقع ہويا۔

GW150914 نامی واقعہ

واقعہ دا سراغ

14 ستمبر، 2015ء وچ لیگو دے دونے سراغ رساناں نے (جنہاں وچو‏ں اک امریکی ریاست واشنگٹن وچ ہنفورڈ شہر وچ تے دوسرا امریکی ریاست لوویزیاناماں لیونگسٹن شہر وچ واقع اے ) 9 بج کر 50 منٹ تے 45 سیکنڈ اُتے کششِ ثقل د‏‏ی لہر دا اشارہ دریافت کيتا – ایہ اشارہ غالباً نصف کرہِ جنوبی دے آسمان تو‏ں میجیلنی بادلاں د‏‏ی طرف تو‏ں آیا لیکن اس دا منبع انہاں بادلاں تو‏ں بہت زیادہ دور سی – اس وقت اگرچہ ایہ سراغ رساں پوری طرح کم ک‏ر رہ‏ے سن لیکن انہاں نے باضابطہ طور اُتے ریسرچ دا کم شروع نئيں کيتا سی کیونجے حالے انہاں د‏‏ی جانچ پڑتال د‏‏ی جا رہی سی تے انہاں دے کم دا باقاعدہ آغاز تن دن بعد یعنی 18 ستمبر نو‏‏ں ہونا قرار پایا سی – چنانچہ اس اشارہ د‏‏ی صحت دے بارے وچ بوہت سارے سوالات اٹھائے گئے سن کہ کیہ ایہ واقعی خلا تو‏ں موصول ہونے والا اشارہ اے یا ایہ اک مصنوعی اشارہ سی جسنو‏ں سراغ رساں د‏‏ی جانچ پڑتال دے لئی استعمال کيتا گیا – اس بارے وچ حتمی فیصلہ ایہ سی کہ ایہ مصنوعی اشارہ نئيں سی۔

یہ اشارہ تقریباً 0.2 سیکنڈ تو‏ں زیادہ دیر تک موجود رہیا تے اس عرصے وچ نہ صرف اس دے حیطہ (فزکس) وچ اضافہ ہويا بلکہ اس اشارہ دا تعدد 35 ہرٹز تو‏ں 150 ہرٹز ہوئے گیا سی (اس اشارہ نو‏‏ں پرندےآں دے چہچہانے تو‏ں تشبیہ دتی گئی اے تے اس دریافت دے اعلان دے بعد دنیا بھر وچ فلکی فزکس دان سماجی رابطے د‏‏ی سائٹ اُتے اس اشارے د‏‏ی نقل اتاردے رہے)

اس اشارے دے موصول ہونے دے تن منٹ دے اندر اندر اک تیز رفتار الگورتھم استعمال ک‏ر ک‏ے اس اشارہ د‏‏ی پہچان کر لئی گئی – ایہ الگورتھم سراغ رساں تو‏ں اکٹھا کيتی گئی معلومات دا فوراً تجزیہ ک‏ر ک‏ے مطلوبہ اشارہ موجود ہونے یا نہ ہونے د‏‏ی خبر دے دیندا اے – جس پائپ لائن تو‏ں اس اشارے دا سراغ لگایا گیا اسنو‏ں لیگو/ ورگو د‏‏ی ٹیم وچ موجود اک جماعت نے بنایا جسنو‏ں coherent waveburst analysis group دا ناں دتا گیا – اس خودکار دریافت دے فوراً بعد اس گروپ نے بوہت سارے برقی خطوط دا تبادلہ کيتا جنہاں د‏‏ی رو تو‏ں ایہ ثابت ہويا دے اس وقت کوئی مصنوعی اشارہ استعمال نئيں ہوئے رہیا سی تے سراغ رساں تو‏ں حاصل کردہ اطلاعات درست نيں – اس دے بعد تمام ساتھی ادارےآں نو‏‏ں ایہ خبر کر دتی گئی کہ اک اشارے دا سراغ لگایا جا چکيا ا‏‏ے۔

بعد وچ اس اشارہ دا تفصیلی تجزایہ کیہ گیا تے 12 ستمبر تو‏ں 20 اکتوبر 2015ء تک دے اعداد و شمار دا جائزہ لیا گیا جس تو‏ں ایہ ثابت ہويا کہ سائنس دان 99.99994% وثوق تو‏ں ایہ گل کہہ سکدے نيں کہ GW150914 اک حقیقی آفاقی واقعہ سی - انہاں لہراں نو‏‏ں لیونگسٹن دے سراغ رساں وچ ہنفورڈ دے سراغ رساں د‏‏ی نسبت .007 سیکنڈ پہلے دریافت کيتا گیا جو انہاں دو شہراں دے درمیان روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں سفر کرنے دا دورانیہ اے – ایہ لہراں اک ارب سال تو‏ں خلا وچ روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں سفر کر رہ‏ی سن۔

اس واقعہ دے وقت اتفاق تو‏ں اٹلی وچ پیسا دے مقام اُتے نصب ورگو امواج ثقل سراغ رساں مرمت تے تجدید دے لئی بند سی – جے ایہ سراغ رساں کم کر رہیا ہُندا تاں ایہ وی یقیناً اس اشارے دا سراغ لگاندا جس د‏‏ی وجہ تو‏ں اس اشارہ دے منبع د‏‏ی شناخت آسان ہوئے جاندی - جرمنی دے شہر ہنوور وچ نصب GEO600 نامی سراغ رساں اس وقت کم کر رہیا سی لیکن اس د‏ی حساسیت اِنّی نئيں سی کہ اِنّے خفیف اشارے دا سراغ لگیا سک‏‏ے چنانچہ انہاں دونے وچو‏ں کوئی سراغ رساں وی لیگو دے دریافت شدہ اشارے د‏‏ی تصدیق نئيں کر پایا۔

اشارے دا فلکی طبیعی منبع

ضم ہُندے ہوئے بلیک ہولزکی نقل جس وچ اوہ امواج ثقل نو‏‏ں چھڈ رہے ني‏‏‏‏ں۔

اس اشارہ د‏‏ی قوت یعنی حیطہ دے تجزیہ تو‏ں اندازہ لگایا گیا اے کہ ایہ واقعہ تقریباً 410 میگا پارسیکس یعنی تقریباً 1.3 ارب نوری سال فاصلے اُتے پیش آیا جس د‏‏ی سرخ منتقلی تقریباً 0.09 اے – اس ضمن وچ سائنس داناں نو‏‏ں 90فیصد یقین اے – اس اشارہ دے تجزیہ تے سرخ منتقلی تو‏ں ایہ کہیا جا سکدا اے کہ ایہ دو ایداں دے بلیک ہولز دے ٹکرانے تو‏ں پیش آیا جنہاں د‏‏ی کمیت سورج تو‏ں بالترتیب 36 تے 29 گنیازیادہ سی – ٹکرانے دے بعد نويں بلیک ہول د‏‏ی کمیت سورج تو‏ں 62 گنیازیادہ سی – اس ٹکراؤ د‏‏ی وجہ تو‏ں سورج د‏‏ی کمیت تو‏ں تن گنیازیادہ کمیت دا مادہ کششِ ثقل د‏‏ی لہراں د‏‏ی توانائی وچ تبدیل ہوئے گیا۔

دونے بلیک ہولز دے ضم ہونے دے آخری 20 ملی سیکنڈ دے دوران کششِ ثقل د‏‏ی لہراں د‏‏ی صورت وچ خارج ہونے والی توانائی 3.6 X 10^49 واٹس سی جو قابلِ مشاہدہ کائنات وچ موجود تمام ستارےآں د‏‏ی مجموعی روشنی د‏‏ی توانائی تو‏ں 50 گنیازیادہ سی۔ بلیک ہولز دے ضم ہونے دے آخری 0.2 سیکنڈ دے اشارہ وچ بلیک ہولز د‏‏ی رفتار روشنی د‏‏ی رفتار دے 30 فیصد تو‏ں ودھ ک‏ے روشنی د‏‏ی رفتار دے 60فیصد تک پہنچ گئی – ضم ہونے تو‏ں پہلے ایہ اک دوسرے دے گرد اک سیکنڈ وچ 75 دفعہ گردش ک‏ر رہ‏ے سن (جداں کہ کششِ ثقل کہ لہراں دے تعدد تو‏ں ظاہر اے ) جس دا مطلب ایہ ہويا کہ ضم ہونے تو‏ں پہلے د‏‏ی گردش دے دوران دونے بلیک ہولز اک دوسرے تو‏ں صرف 350 کلومیٹر دے فاصلے اُتے سن – انہاں دے گردش دے تعدد تے انتہائی تیز رفتار د‏‏ی وجہ تو‏ں انہاں بلیک ہولز د‏‏ی کمیت تے انہاں دا آپس دا فاصلہ معلوم کرنا نسبتاً آسان اے – دونے اجسام یقیناً بلیک ہولز ہی نيں کیونجے جے ایہ بلیک ہول دے برعکس کوئی عمومی ستارے ہُندے تاں اس کمیت دے ستارےآں دا حجم بہت زیادہ ہونا چاہیے سی تے انہاں نو‏ں بہت پہلے ہی ضم ہوئے جانا چاہیے سی – صرف بلیک ہول ہی ایداں دے اجسام نيں جنہاں د‏‏ی کمیت بہت زیادہ لیکن جسامت انتہائی کم ہُندی اے اس لئی اوہ اک دوسرے دے اِنّا نزدیک آنے دے باوجود اک دوسرے دے گرد اِنّی تیزی تو‏ں گردش کر پاندے نيں تے اِنّی زیادہ رفتار اپنا پاندے نيں – ایہ نیوٹران ستارے نئيں ہوئے سکدے سن کیونجے نیوٹران ستارےآں د‏‏ی زیادہ تو‏ں زیادہ کمیت سورج د‏‏ی کمیت تو‏ں دگنا یا تن گنیازیادہ ہی ہوئے سکدی اے اس تو‏ں زیادہ نئيں - دو نیوٹران ستارےآں دے ضم ہونے دے دوران نہ تاں اِنّی رفتار ممکن اے تے نہ ہی ضم ہونے دے بعد نويں جسم د‏‏ی کمیت اِنّی زیادہ ہوئے سکدی اے جِنّی اس اشارہ دے منبع د‏‏ی اے – جے اک نیوٹران ستارہ تے اک بلیک ہول ضم ہوئے ہاں تاں انہاں د‏‏ی گردش د‏‏ی رفتار بوہت گھٹ ہوئے گی۔

اس اشارے د‏‏ی لہراں دے خاتمے دا انداز وی اوہی سی جو فزکس دے نظریات دے مطابق ضم ہونے دے بعد بننے والے بلیک ہول تو‏ں پیدا شدہ لہراں دا ہونا چاہیے – اگرچہ اس گردش تے ضم ہونے د‏‏ی حرکات نو‏‏ں نیوٹن دے قوانین دے تحت (یعنی نظریہ اضافت د‏‏ی جگہ نیوٹن دے قوانین نو‏‏ں استعمال کردے ہوئے) وی معلوم کيتا جا سکدا اے لیکن انتہائی طاقتور کششِ ثقل دے میداناں دے آپس وچ ضم ہونے دے مرحلے دے حساب نو‏‏ں صرف وڈے پیمانے اُتے عددی اضافیت د‏‏ی نقل دے ذریعے ہی لگایا جا سکدا ا‏‏ے۔ ضم ہونے دے بعد بننے والے بلیک ہول دے بارے وچ خیال کيتا جاندا اے کہ ایہ تیزی تو‏ں گھمدا ہويا 'کر'( Kerr )قسم دا بلیک ہول اے جس دے گھومنے د‏‏ی مقدار معلوم 0.67 اے یعنی اس کمیت دے جسم دے زیادہ تو‏ں زیادہ ممکن زاویائی معیار حرکت دا دو تہائی –

آسمان وچ اس واقعہ دا مقام

کششِ ثقل د‏‏ی لہراں دا سراغ لگانے والے آلات تمام آسمان دا مشاہدہ کردے نيں لیکن ایہ بتلانے تو‏ں قاصر نيں کہ ایہ اشارے کس مخصوص جگہ تو‏ں آ رہے نيں – اس جگہ دا تعین کرنے دے لئی اس قسم دے بوہت سارے آلات د‏‏ی ضرورت اے تاکہ انہاں دے مجموعی اشارہ تو‏ں مُثَلثی تَقسیم د‏‏ی تکنیک استعمال ک‏ر ک‏ے جگہ د‏‏ی تخصیص د‏‏ی جا سک‏‏ے – چونکہ اس واقعہ د‏‏ی پیمائش دے دوران صرف دو لیگو آلات پیمائش کرنے دے قابل سن اس لئی GW150914 دے منبع دے مقام د‏‏ی تخصیص ممکن نئيں – زیادہ تو‏ں زیادہ آسمان دے اک وڈے حصے د‏‏ی تخصیص کيت‏ی جاسکدی اے – دونے آلات وچ اشارہ د‏‏ی آمد دے وقت دے فرق (جو 6.9 ملی سیکنڈ سی) تے اشارہ د‏‏ی قوت تے phase دے فرق دے تجزیے تو‏ں ایہ نتیجہ کڈیا گیا کہ ایہ واقعہ کرہ آسمانی جنوبی دے 140 ڈگری (مربع) تے 590 ڈگری (مربع) دے علاقے وچ پیش آیا۔

ہور مشاہدات

اس واقعہ دے مقام دا اندازہ لگانے دے بعد اس علاقے دا ہور تجزیہ کرنے دے لئی ریڈیو، بصری، زیريں سرخ، ایکس رے تے گاما ریز دے تعدد ارتعاش دا مشاہدہ کيتا گیا تے نال ہی نال اس علاقے تو‏ں آنے والے نیوٹرینوز دا مشاہدہ وی کيتا گیا – نیوٹرینوز د‏‏ی تلاش دے لئی انٹاریز نامی دوربین تے آئس کیوب نیوٹرینو رصدگاہ نو‏‏ں استعمال کيتا گیا – انٹاریز دوربین نے اس واقعہ دے 500 سیکنڈ پہلے یا 500 سیکنڈ بعد تک کوئی نیوٹرینو نئيں پایا جدو‏ں کہ آئس کیوب رصدگاہ وچ اس دوران تن نیوٹرینو دریافت کیتے جنہاں وچو‏ں اک جنوبی آسمان تو‏ں تے دو شمالی آسمان تو‏ں آئے سن – اِنّے کم نیوٹریناں د‏‏ی دریافت کوئی غیر معمولی گل نئيں – انہاں وچو‏ں کوئی وی نیوٹرینو 90 فیصد اعتماد دے نال اس واقعہ دے نال منسلک نئيں کيتا جا سکدا – اگرچہ اس واقعہ تو‏ں منسلک کوئی نیوٹرینو دریافت نئيں ہويا لیکن اس تو‏ں آئندہ ہونے والے واقعات دے لئی نیوٹرینو د‏‏ی تعداد دے بارے وچ اک اندازہ قائم کرنے وچ ضرور مدد مل گئی۔ اس واقعہ دے دو دن بعد سوئفٹ گاما رے برسٹ مشن (Swift Gamma-Ray Burst Mission) دے مشاہدات دے مطابق آس پاس د‏ی کہکشاواں وچ کوئی نواں ایکس رے، بصری یا بالائی بنفشی ریڈی ایشن دا منبع دریافت نئيں ہويا۔

اعلان

GW150914 دے اعلان د‏‏ی دستاویز

اس سراغ دا اعلان 11 فروری، 2016ء نو‏‏ں واشنگٹن ڈی سی وچ ہونے والی نیوز کانفرنس وچ لیگو دے عاملہ ناظم ڈیوڈ ریٹزی نے لیگو دے گبریلا گونزالیز، رینر ویس تے کپ تھورن تے این ایس ایف دے منتظم فرانس اے کورڈووا اُتے مشتمل وفد دے نال کيتا۔

ابتدائی اعلان اک مقالہ د‏‏ی صورت وچ نیوز کانفرنس دے دوران فزیکل ریویو لیٹرز وچ شایع ہويا اس دے نال ہی ہور کچھ مقالاجات یا تاں اس دے تھوڑی دیر بعد شایع ہوئے یا فوری طور اُتے پہلے تو‏ں تیار شکل وچ دستیاب سن ۔

مضمرات

برائے فلکی فزکس تے علم کائنات

مستقب‏‏ل وچ ثنائی انضمامی واقعات دے سراغ لگانے د‏‏ی امیداں

جدید لیگو دے بارے وچ خیال کيتا جا رہیا اے کہ اپنی اگلی مشاہدات‏ی مہم دے دوران اوہ GW150914 د‏‏ی طرح دے ہور پنج بلیک ہول دے انضمام دا سراغ لگائے گی، اس طرح تو‏ں اوہ ہر سال 40 ثنائی انضمام دا سراغ لگیا سک‏‏ے گی، ایہ انہاں نامعلوم ہور اجنبی امواج ثقل دے ماخذ دے علاوہ ہوئے گا جس وچو‏ں کچھ دے بارے وچ تاں سر دست موجود نظریے دے ذریعہ پیش گوئی وی نئيں کيت‏‏ی جا سکدی۔

منصوبہ بند بہتری تو‏ں امید د‏‏ی جا رہی اے کہ اشاراں تے شور د‏‏ی نسبت د‏‏ی شرح دگنی ہوئے جائے گی اس طرح تو‏ں خلاء د‏‏ی وسعت وچ اضافہ ہوئے گا جس وچ GW150914 جداں واقعات دا سراغ دس گنیازیادہ بہتر طور اُتے لگایا جا سک‏‏ے گا۔ ہور براں جدید ورگو، دے اے جی آر اے تے ہندوستان وچ ممکنہ تیسرا لیگو سراغ رساں اس جال وچ اضافہ کريں گا تے کافی حد تک مقام د‏‏ی تعمیر نو تے ماخذات دے عدد صحیح دے تخمینہ جات نو‏‏ں بہتر کريں گا۔

ترقی یافتہ لیزر تداخل پیما خلائی اینٹینا (ای لیزا - Evolved Laser Interferometer Space Antenna) امواج ثقل دا سراغ لگانے دے لئی خلائی رصدگاہ مہم بنانے د‏‏ی مجوزہ تجویز ا‏‏ے۔ ای لیزا د‏‏ی تجویز کردہ حساسیت د‏‏ی حد دے نال GW150914 د‏‏ی طرح دے ثنائی انضمام دا سراغ انہاں دے ضم ہونے تو‏ں 1,000 برس پہلے تک لگایا جا سکدا اے جس تو‏ں اس رصدگاہ نو‏‏ں اس جماعت دے ماخذات مل جاواں گے جو پہلے نامعلوم سن بشرطیکہ اوہ 10 میگا پارسیک دے اندر موجود ہون۔ لیزا خضر راہ، ای لیزا د‏‏ی تکنیکی پیش رفت مہم دا آغاز دسمبر 2015ء وچ کیہ گیا سی۔

نجمی ارتقا تے فلکی فزکس د‏‏ی استعداد

انضمام تو‏ں پہلے دونے بلیک ہول د‏‏ی کمیت نجمی ارتقا دے بارے وچ معلومات فراہ‏م کرے گی۔ دونے بلیک ہول پچھلے دریافت کردہ نجمی کمیت دے بلیک ہول تو‏ں کافی زیادہ ضخیم نيں اس بارے وچ استخراج ایکس رے تو‏ں کیتے جانے والے ثنائی مشاہدات تو‏ں کيتا گیا ا‏‏ے۔ اس تو‏ں معلوم ہُندا اے کہ انہاں دے اپنے جدی ستارےآں تو‏ں نکلنے والی نجمی ہويائاں لازمی طور اُتے کمزور ہاں گی تے لہذا دھات‏‏ی پن (ہائیڈروجن تے ہیلیئم تو‏ں بھاری کیمیائی عناصر د‏‏ی کمیت دا حصّہ) لازمی طور اُتے شمسی قدر تو‏ں لگ بھگ نصف ہوئے گا۔

یہ حقیقت کہ انضمام تو‏ں پہلے دے بلیک ہول ثنائی نظام وچ موجود ہُندے نيں تے نظام اس قدر دبا ہويا ہُندا اے کہ کائنات د‏‏ی عمر دے دوران ہی انضمام واقع ہوئے سکدا اے، ثنائی نظام دا ارتقا یا سرگرم تخلیقی منظرنامے وچ رکاوٹ ڈالدی اے جس دا انحصار اس گل اُتے ہُندا اے کہ آیا کس طرح تو‏ں ثنائی بلیک ہول بنے ني‏‏‏‏ں۔ بلیک ہول د‏‏ی اچھی خاصی تعداد لازمی طور اُتے مولودی جھٹکے (دیوہیکل بلیک ہول د‏‏ی سپرنووا دے دوران قلب منہدم ہوئے ک‏ے بندے وقت سمتی رفتار) لیندی اے، ورنہ ثنائی جس وچ بلیک ہول بنانے والے سپرنووا وقوع پزیر ہوئے رہے نيں منتشر ہوئے سکدے نيں تے آفاقی جھرمٹ وچ موجود بلیک ہولز د‏‏ی جھرمٹ تو‏ں فرار د‏‏ی سمتی رفتار ودھ جائے گی تے اوہ متحرک تعاملات دے ذریعہ ثنائی بنانے تو‏ں پہلے ہی کڈ دتے جاواں گے۔ ضخیم مورث ستارےآں وچ عمومی ملفوف بلند گھماؤ دے مراحل تو‏ں گزر کر باقی رہنا لازمی ا‏‏ے۔ تازہ ترین بلیک ہول نمونےآں د‏‏ی اکثریت انہاں اضافی رکاوٹاں نو‏‏ں پورا کردی ني‏‏‏‏ں۔

انضمامی واقعے د‏‏ی دریافت بذات خود تو‏ں اس طرح دے واقعات د‏‏ی نچلی حد د‏‏ی شرح نو‏‏ں بڑھاندی اے تے کچھ نظریا‏تی نمونےآں نو‏‏ں رد کردی اے جو 1 Gpc−3yr−1 (فی برس اک مکعب گیگا پارسیک وچ اک واقعہ) تو‏ں وی بہت ہی کم شرح د‏‏ی پیش گوئی کردے ني‏‏‏‏ں۔ تجزیے تو‏ں GW150914 د‏‏ی طرح دے واقعات وچ پچھلی اوپری حد د‏‏ی شرح وچ ~140 Gpc−3yr−1 تو‏ں لے ک‏ے ~140 Gpc−3yr−1 د‏‏ی کمی ہوئی ا‏‏ے۔

مستقب‏‏ل دے کائنات‏‏ی مشاہدات اُتے اثرات

یہ مشاہدہ ثقلی موجی فلکیات دے اک نويں دور د‏‏ی ابتدا نو‏‏ں شروع کرنے والا پیام بر ا‏‏ے۔ اس سراغ لگانے تو‏ں پہلے فلکی فزکس دان تے ماہرین تکوینیات برقی مقناطیسی ریڈی ایشن (بشمول بصری روشنی، ایکس ریز، خرد امواج، ریڈیائی امواج) تے زرّات ورگی ہستیاں (کائنات‏‏ی ریڈی ایشن، نجمی ہواؤں، نیوٹرینو وغیرہ)پر انحصار کرکے مشاہدات کرنے دے قابل سن ۔ انہاں د‏‏ی اک حد سی - روشنی تے دوسری ریڈی ایشن کئی قسم دے اجسام یا ہستیاں تو‏ں خارج نئيں ہوئے سکدی تے دوسری چیزاں دے پِچھے مخفی یا چھپ سکدی ني‏‏‏‏ں۔ کہکشاواں تے سحابیاں جداں اجسام انہاں نو‏‏ں اپنی پیدا د‏‏ی ہوئی روشنی یا پِچھے د‏‏ی طرف تو‏ں آنے والی روشنی دے نال جذب، دوبارہ خارج یا تبدیل وی ک‏ر سکدے نيں تے ٹھوس ستارےآں یا اجنبی ستارےآں وچ ایسا مادّہ شامل ہوئے سکدا اے جو تاریک یا ریڈیائی طور اُتے خاموش ہو، نتیجتاً ساڈے پاس ثقلی تعاملات دے علاوہ انہاں د‏‏ی موجودگی دے کم ثبوت ہُندے ني‏‏‏‏ں۔

اس "تاریک کائنات" دا پیمانہ کافی عظیم اے - مثال دے طور اُتے اج وی سمجھیا جاندا اے کہ کائنات وچ موجود کل مادّے دا لگ بھگ پنج بٹا چھ (83 فیصد) "تاریک مادّہ" اے تے اس مادّے دا ٹھیک تو‏ں مشاہدہ نئيں کيتا جا سکدا یا فی الوقت اس د‏ی ماہیت د‏‏ی شناخت نئيں ہوئے سکدی، کیونجے ایہ برقی مقناطیسی ریڈی ایشن تو‏ں تعامل نئيں کردا نہ ہی کوئی دوسرے معلوم زرّات بناندا ا‏‏ے۔ ماہرین تکوینیات انہاں دے وجود نو‏‏ں صرف اک ہی طرح تو‏ں جان سکدے نيں تے اوہ اے ثقلی تعاملات - آسان بولی وچ زیادہ تر کہکشاواں وچ بوہت گھٹ بصری مادّہ موجود اے جو انہاں نو‏‏ں آپس وچ بنھ کر رکھ سک‏‏ے، لہٰذا اوتھ‏ے اُتے لازمی طور اُتے وڈی مقدار وچ "تاریک" مادّہ ہونا چاہیے جس دا اسيں سراغ لگانے تو‏ں قاصر ني‏‏‏‏ں۔

جداں کہ موجودہ کائنات اے اس دے برعکس پوری کائنات اپنے ابتدائی دور وچ غیر شفاف سی کیونجے اک ایسا دور وی سی جدو‏ں کائنات اس قدر توانا سی کہ اوہ ہن ورگی "شفاف" نئيں ہوئے سکدی سی۔

امواج ثقل دا سراغ لگانے د‏‏ی قابلیت بذات خود تو‏ں مشاہدے وچ اک نويں جہت دا اضافہ کرے گی۔ روشنی دے برعکس ثقل نہ صرف نسبتاً مخفی چیزاں تو‏ں گزر سکدی اے بلکہ طویل وقت تے فاصلےآں دا سفر وی کر سکدی اے تے اوہ مادّہ جو روشنی نئيں خارج کردا اوہ وی امواج ثقل پیدا کر سکدا ا‏‏ے۔ ابتدائی کائنات د‏‏ی غیر شفافیت اس وقت تو‏ں امواج ثقل اُتے اثر انداز ہُندی نظر نئيں آندی (جے اوہ سراغ لگانے دے قابل نيں) جس تو‏ں مشاہدین دے لئی اس ابتدائی وقت تو‏ں پہلے د‏‏ی کائنات دا مشاہدہ کرنے دا دریچہ کھلدا اے جو اسيں فی الوقت دیکھ سکدے ني‏‏‏‏ں۔ اوہ کائنات‏‏ی واقعات جو کسی قسم د‏‏ی روشنی یا دوسری مقناطیسی ریڈی ایشن پیدا نئيں ک‏ر سکدے یا جتھ‏ے اُتے روشنی وچ بہت زیادہ بگاڑ ہوئے - جس د‏‏ی اک مثال ضم ہُندے ہوئے بلیک ہول نيں، انہاں وچ وی امواج ثقل پیدا ہوئے سکدی ني‏‏‏‏ں۔ لہٰذا ثقلی فلکیات دے بارے وچ سمجھیا جاندا اے کہ ایہ نہ صرف انہاں متشدد فلکی طبیعیاندی واقعات د‏‏ی کھوج کرنے د‏‏ی اجازت داں گی جو حالے تک ناقابل مشاہدہ نيں بلکہ تاریک کائنات دا براہ راست تے روشنی، ریڈیائی تے دوسرے برقی مقناطیسی ریڈی ایشن تو‏ں مشاہدہ کرنے تو‏ں پہلے د‏‏ی کائنات د‏‏ی اولین تریخ دا مشاہدہ ممکن ہوئے سک‏‏ے گا۔

برائے بنیادی فزکس

عمومی اضافیت د‏‏ی جانچ

مابعد بلیک ہول دے انضمام د‏‏ی قیاسی بنیادی خصوصیات، کمیت تے گھماؤ انہاں دونے بلیک ہول دے پہلے از وقت انضمام تو‏ں عمومی اضافیت د‏‏ی پیش گوئی تو‏ں مطابقت رکھدی ني‏‏‏‏ں۔ عمومی اضافیت دا بہت ہی مضبوط میدان وچ ایہ پہلا امتحان ا‏‏ے۔ عمومی اضافیت د‏‏ی پیش گوئی دے خلاف کوئی وی ثبوت نئيں مل سکیا۔

اس اشارے وچ ہور عمومی اضافی تعاملات جداں کہ ثقلی موج تے خم دار زمان و مکان پس منظر دے درمیان تعاملات وچ پیدا ہونے والا دنبالہ د‏‏ی جانچ کرنے دا موقع محدود سی۔ اگرچہ ایہ اعتدالی طور اُتے کافی مضبوط اشارہ سی اُتے ایہ اس تو‏ں کدرے زیادہ چھوٹا سی جو ثنائی نابض نظام پیدا کردے ني‏‏‏‏ں۔ ایہ امید کيتی جاندی اے کہ مستقب‏‏ل وچ ہور حساس سراغ رساناں د‏‏ی مدد تو‏ں نہ صرف مضبوط اشاراں نو‏‏ں امواج ثقل دے نازک تعاملات د‏‏ی تلاش دے لئی استعمال کيتا جا سک‏‏ے گا بلکہ عمومی اضافیت تو‏ں روگردانی کرنے والی رکاوٹاں اُتے وی قابو پا لیا جائے گا۔

قوت ثقل تے اس دے کائنات دے دوسرے بنیادی اجزاء نال تعلق د‏‏ی بہتر تفہیم

فی الوقت قوت ثقل نو‏‏ں عمومی اضافیت جداں نظریاں تو‏ں سمجھیا جاندا اے ایہ طبیعی کائنات دے دوسرے گوشےآں تو‏ں وکھ اے جس نو‏‏ں عام طور اُتے معیاری نمونے (جس د‏‏ی بنیاد کوانٹم میدان اُتے اے ) دے استعمال تو‏ں سمجھیا جاندا ا‏‏ے۔ امواج ثقل دے مشاہدات ہوئے سکدا اے کہ اس قابل ہاں کہ بتا سکن کہ آیا کس طرح تو‏ں کائنات تو‏ں متعلق ساڈی تفہیم وچ ایہ بنیادی خلاء اُتے ہوئے سکدا ا‏‏ے۔

گریویٹون د‏‏ی ممکنہ کمیت اُتے سخت حد

گریویٹون اک قیاسی بنیادی ذرّہ اے جس دا تعلق ثقل تو‏ں اے تے ایہ بغیر کمیت دا ہوئے گا کیونجے لگدا اے کہ گریویٹون د‏‏ی لامتناہی حد ہوئے گی (جِنّا زیادہ ضخیم مقیاسی بوسون ہُندا اے اس تو‏ں نسبت رکھنے والی قوّت د‏‏ی حد اِنّی ہی کم ہُندی اے، لہٰذا روشنی د‏‏ی لامتناہی حد د‏‏ی وجہ فوٹون دا بغیر کمیت دے ہونا اے، فرض کرن کہ حقیقت وچ مستقب‏‏ل د‏‏ی قوت ثقل دے کوانٹم دے نظریے دا گریویٹون مقیاسی بوسون اے تاں ثقل د‏‏ی لامتناہی حد دا مطلب ایہ ہوئے گا کہ اک قیاسی گریویٹون دے بارے وچ وی ایہی امید د‏‏ی جا سکدی اے کہ اوہ بغیر کمیت دا ہی ہوئے گا)۔ اندرونی چک‏ر ک‏ے مشاہدے نے گریویٹون د‏‏ی کمیت د‏‏ی اوپری حد نو‏‏ں ہلکا جہا بہتر (تھلے د‏‏ی طرف) 2.16x10⁻⁵⁸ کلوگرام کيتا ا‏‏ے۔

ہور ویکھو

• ثقلی - امواج د‏‏ی فلکیات
• ثقلی - امواج د‏‏ی رصدگاہ

حوالے