Az univerzum szövetének hullámai felfedhetik az idők kezdetét

A tudósok előrehaladtak annak felfedezésében, hogyan használhatják fel a gravitációs hullámoknak nevezett tér-idő hullámzásokat, hogy minden általunk ismert dolog elejére térjenek vissza. A kutatók azt mondják, hogy jobban megérthetik az univerzum állapotát röviddel az ősrobbanás után, ha megtanulják, hogyan áramlanak át ezek a hullámok a világegyetem szövetében a bolygókon és az intergalaktikus gázokon.

„Nem látjuk korai univerzum közvetlenül, de talán közvetve láthatjuk, ha megnézzük, hogy az akkori gravitációs hullámok hogyan hatnak a ma megfigyelhető anyagra és sugárzásra.” Journal of Cosmology and Astrophysics. Garg az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának (DOE) Princeton Plazmafizikai Laboratóriumának (PPPL) a Princeton Plazmafizikai Program végzős hallgatója.

Garg és tanácsadója, Elijah Dodin, aki kapcsolatban áll a Princeton Egyetemmel és a PPPL-vel is, adaptálta a technikát a 2010-ben végzett kutatásaik során. Fúziós energia, az a folyamat, amely energiát állít elő a nap és a csillagok számára, és amelyet a tudósok fejlesztenek ki, hogy elektromos áramot állítsanak elő a Földön üvegházhatású gázok kibocsátása vagy hosszú élettartamú radioaktív hulladék keletkezése nélkül. A fúziós tudósok kiszámítják, hogyan Elektromágneses hullámok Mozog a plazmán, az elektronok leves atommagok hogy a tokamak és csillagok néven ismert fúziós létesítményeket fűtsék.

Kiderült, hogy ez a folyamat hasonló a gravitációs hullámok anyagon keresztüli mozgásához. „A plazmahullám-gépeket a gravitációs hullámok problémájára helyeztük” – mondta Garg.

A gravitációs hullámok, amelyeket először Albert Einstein jósolt meg 1916-ban relativitáselméletének eredményeként, a Szabadidő nagy sűrűségű testek mozgása miatt. Fénysebességgel haladnak, és először 2015-ben a Laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO) észlelte őket Washington államban és Louisianában található detektorokon keresztül.

Garg és Doden olyan képleteket alkotott, amelyek elméletileg teljesíteni tudtak gravitációs hullámok Felfedni az égitestek rejtett tulajdonságait, például a sok fényévnyi távolságra lévő csillagokat. Amikor a hullámok átfolynak az anyagon, fényt hoznak létre, amelynek tulajdonságai az anyag sűrűségétől függenek.

Egy fizikus elemezni tudja ezt a fényt, és felfedezheti a csillagok tulajdonságait több millió fényévre. A technológia a neutroncsillagok és a fekete lyukak, a haldokló csillagok rendkívül sűrű maradékának összetörésével kapcsolatos felfedezésekhez is vezethet. Akár az ősrobbanáskor és univerzumunk legelső pillanatairól is felfedhetnek információkat.

A kutatás úgy kezdődött, hogy nem érzékelte annak jelentőségét. „Azt hittem, hogy ez egy kis hat hónapos projekt egy végzős hallgató számára, amely egy egyszerű parancs megoldását foglalja magában” – mondta Dowden. „De amint elkezdtünk mélyebben elmélyülni a témában, rájöttünk, hogy nagyon keveset értenek a problémából, és itt el tudtunk végezni néhány alapvető elméleti munkát.”

A tudósok azt tervezik, hogy a közeljövőben ezt a technológiát adatelemzésre fogják használni. „Már van néhány képletünk, de az értelmes eredmények elérése egy kicsit több munkát igényel” – mondta Garg.