Νέα τεχνική θα μπορούσε να αποκαλύψει τις βαρυτικές ηχώ της Μεγάλης Έκρηξης

Τα βαρυτικά κύματα που εντοπίστηκαν για πρώτη φορά το 2015 βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την ανάπτυξη του Σύμπαντος μας από τη Μεγάλη Έκρηξη και μετά. Τα βαρυτικά κύματα είναι ταλαντώσεις στο χωροχρόνο που κινούνται σαν κυματισμός στο νερό όταν ξαφρίζετε μια πέτρα – αν μπορούσατε να περάσετε μια πέτρα με την ταχύτητα του φωτός.

Τώρα οι ερευνητές στο MIT δημιούργησαν μια τεχνική που θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανίχνευση των πιο αμυδρά σημάτων που πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύουν τα πρώτα βαρυτικά κύματα του Σύμπαντος, που δημιουργήθηκαν μόνο λίγες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Ενώ οι κυματισμοί από την πιο πρόσφατη ιστορία ανιχνεύονται καθημερινά, τα αρχέγονα κύματα είναι πολύ αδύναμα για να τα πάρουν οι σημερινοί ανιχνευτές. Η ερμηνεία αυτών των πρώιμων κυματισμών θα μας βοηθήσει να συνδυάσουμε την αρχή του Σύμπαντος, βελτιώνοντας την κατανόησή μας για τη Μεγάλη Έκρηξη.

«Αυτά τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα μπορούν στη συνέχεια να μας πουν για διεργασίες στο πρώιμο Σύμπαν που διαφορετικά είναι αδύνατο να διερευνηθούν», είπε η Sylvia Biscoveanu, η μεταπτυχιακή φοιτήτρια που ηγήθηκε αυτής της εξέλιξης.

Επί του παρόντος, αυτά τα αμυδρά σήματα είναι κρυμμένα κάτω από το θόρυβο του «αστροφυσικού προσκήνιο» που περιλαμβάνει θορυβώδη γεγονότα όπως συγκρούσεις μαύρων τρυπών και άστρα νετρονίων από αργότερα στην ιστορία του Σύμπαντος. Για να αποκαλυφθεί το κρυφό βουητό αυτών των σημάτων, προηγούμενες μέθοδοι προσπάθησαν να αφαιρέσουν τον θόρυβο πνιγμού των πιο πρόσφατων σημάτων, αλλά ο Biscoveanu αναγνώρισε ότι περιορίζονταν από ακατέργαστες εκτιμήσεις του θορύβου στο προσκήνιο.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τα βαρυτικά κύματα:

• Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων καταγράφουν την πιο τεράστια συγχώνευση μαύρης τρύπας μέχρι σήμερα
• Από τα μήλα στα βαρυτικά κύματα:μια σύντομη ιστορία της βαρύτητας

«Η αναλογία που μου αρέσει να κάνω είναι ότι, αν βρίσκεστε σε μια ροκ συναυλία, το αρχέγονο φόντο είναι σαν το βουητό των φώτων στη σκηνή και το αστροφυσικό προσκήνιο είναι σαν όλες τις συζητήσεις όλων των ανθρώπων γύρω σας», είπε ο Biscoveanu. .

"Μπορείτε να αφαιρέσετε τις μεμονωμένες συνομιλίες μέχρι μια ορισμένη απόσταση, αλλά τότε αυτές που είναι πολύ μακριά ή πραγματικά λιποθυμούν εξακολουθούν να συμβαίνουν, αλλά δεν μπορείτε να τις ξεχωρίσετε. Όταν πας να μετρήσεις πόσο δυνατά βουίζουν τα φώτα σκηνής, θα πάθεις αυτή τη μόλυνση από αυτές τις επιπλέον συνομιλίες που δεν μπορείς να απαλλαγείς γιατί δεν μπορείς πραγματικά να τις πειράξεις."

Η ομάδα του Biscoveanu στο MIT δημιούργησε μοντέλα που προσομοιώνουν αυτές τις «συνομιλίες» και προβλέπουν τα ασθενέστερα σήματα βαρυτικών κυμάτων τους. Ποσοτικοποίησαν την αβεβαιότητα στις μετρήσεις τους και τη συμπεριέλαβαν στον χαρακτηρισμό κάθε σχεδίου. Κατά τη δοκιμή της προσομοίωσής τους, μπόρεσαν να διακρίνουν μεταξύ του πρώτου πλάνου και της πιο ήπιας ηχώ των πρώιμων βαρυτικών κυμάτων.

Οι βελτιώσεις που έγιναν στους τρέχοντες ανιχνευτές θα αυξήσουν την ευαισθησία τους για να ανιχνεύσουν αισίως αυτά τα περαιτέρω κύματα. Η Biscoveanu λέει ότι ελπίζει ότι αυτά θα χρησιμοποιηθούν παράλληλα με αυτή τη νέα τεχνική για να ξεκαθαρίσουν τις λεπτομέρειες των πρώιμων βαρυτικών κυμάτων και να χρωματίσουν την κατανόησή μας για τα πρώιμα στάδια του Σύμπαντος.

Ερωτήσεις και απαντήσεις αναγνωστών:Τι θα συνέβαινε αν ένα πολύ ισχυρό βαρυτικό κύμα περνούσε από μέσα μας;

Ερωτήθηκε από: Thomas S Marcotte, ΗΠΑ

Τα βαρυτικά κύματα εξαπλώνονται από οποιοδήποτε βίαιο γεγονός που περιλαμβάνει ύλη – όπως, ας πούμε, η σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών. Όπως και η βαρύτητα, ωστόσο, είναι απίστευτα αδύναμα, επομένως θα πρέπει να είστε πολύ κοντά στην πηγή τους για να αισθανθείτε τα αποτελέσματά τους.

Σίγουρα θα ένιωθα περίεργο, καθώς θα δημιουργούσαν μια ρυθμική αίσθηση τεντώματος και σύνθλιψης στο σώμα. Αλλά θα έπρεπε να είστε τόσο κοντά στον ίδιο τον κατακλυσμό που δεν θα ζήσετε ποτέ για να τον περιγράψετε.

Διαβάστε περισσότερα:

• Πόσο μεγάλη μπορεί να γίνει μια μαύρη τρύπα;
• Μπορούν τα βαρυτικά κύματα να μας διδάξουν για το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας;