Τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να μας δείξουν το πρώτο λεπτό του σύμπαντος

Το παρατηρητήριο βαρυτικού κύματος Laser Interferometer (LIGO) έκανε ιστορία το 2015, όταν ανίχνευσε τα βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά. Αυτές οι κυματισμοί στο χωροχρόνο δημιουργήθηκαν από τη σύγκρουση δύο μαύρων οπών πριν από 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια. Από τότε, η Ligo έχει εντοπίσει δεκάδες περισσότερα κύματα βαρύτητας, παρέχοντας στους αστρονόμους έναν νέο τρόπο να μελετήσουν το σύμπαν.

Τα κύματα βαρύτητας είναι τόσο μικροσκοπικά που μπορούν να ανιχνευθούν μόνο από τα πιο ευαίσθητα όργανα. Οι ανιχνευτές του Ligo βρίσκονται στο Hanford της Ουάσινγκτον και στο Livingston, Louisiana. Κάθε ανιχνευτής αποτελείται από δύο βραχίονες μήκους 4 χιλιομέτρων που είναι κάθετα μεταξύ τους. Όταν ένα βαρυτικό κύμα διέρχεται από τον ανιχνευτή, προκαλεί την επιμήκυνση και τη συντόμευση των βραχιόνων από μια άπειρη ποσότητα. Αυτή η κίνηση ανιχνεύεται από λέιζερ που αντικατοπτρίζονται μεταξύ των καθρέφτη στα άκρα των όπλων.

Το πρώτο βαρυτικό κύμα που ανιχνεύθηκε ο Ligo δημιουργήθηκε από τη σύγκρουση δύο μαύρων οπών, το καθένα με μάζα περίπου 30 φορές εκείνη του ήλιου. Η σύγκρουση απελευθέρωσε περισσότερη ενέργεια από ό, τι ολόκληρο το ορατό σύμπαν σε ένα θέμα χιλιοστών του δευτερολέπτου. Τα βαρυτικά κύματα από αυτό το γεγονός ήταν τόσο ισχυρά που προκάλεσαν τους ανιχνευτές Ligo να δονείται από ένα κλάσμα του πλάτους ενός πρωτονίου.

Οι ανιχνεύσεις του Ligo έχουν ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο σύμπαν. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τώρα βαρυτικά κύματα για να μελετήσουν μαύρες τρύπες, αστέρια νετρονίων και άλλα συμπαγή αντικείμενα. Τα κύματα βαρύτητας θα μπορούσαν επίσης να δώσουν πληροφορίες για το πρώιμο σύμπαν, μόλις λίγα λεπτά μετά το Big Bang.

Μία από τις πιο συναρπαστικές δυνατότητες είναι ότι τα κύματα βαρύτητας θα μπορούσαν να αποκαλύψουν το πρώτο λεπτό του σύμπαντος. Αυτή η εποχή είναι γνωστή ως η εποχή του Planck και πιστεύεται ότι διήρκεσε μόνο 10^-43 δευτερόλεπτα. Κατά τη διάρκεια της εποχής του Planck, το σύμπαν ήταν τόσο ζεστό και πυκνό ότι η σημασία και η ενέργεια ήταν αδιαίρετα. Τα βαρυτικά κύματα από αυτή την εποχή θα μπορούσαν να δώσουν μια ματιά στις συνθήκες που υπήρχαν στην αρχή του χρόνου.

Το Ligo βρίσκεται επί του παρόντος σε αναβάθμιση που θα το κάνει ακόμα πιο ευαίσθητο στα βαρυτικά κύματα. Το αναβαθμισμένο Ligo αναμένεται να ξεκινήσει τις δραστηριότητές του το 2023. Με την αναβαθμισμένη Ligo, οι αστρονόμοι ελπίζουν να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα από ακόμη πιο απομακρυσμένα και ισχυρά γεγονότα. Μπορεί ακόμη και να είναι σε θέση να πάρουν μια ματιά στο πρώτο λεπτό του σύμπαντος.