Undele gravitaționale ne-ar putea arăta cum a fost primul minut al Universului

Astronomii explorează în mod obișnuit Universul folosind diferite lungimi de undă ale spectrului electromagnetic, de la lumina vizibilă la unde radio, infraroșii și până la raze gamma. Există o problemă în studierea Universului prin spectrul electromagnetic: putem vedea doar lumina dintr-un moment în care universul avea doar 380.000 de ani. O abordare alternativă este utilizarea undelor gravitaționale, care se crede că au fost prezente în Universul timpuriu și ar putea să ne permită să explorăm primul minut al Universului.

Conceptul de unde gravitaționale este destul de simplu. Imaginați-vă spațiul ca un ocean imens. Mișcarea oricărui obiect în acel ocean va produce unde care se propagă prin apă. Deși ceața limitează vizibilitatea în ocean, undele pot totuși să se propage. Undele gravitaționale sunt ca valurile în spațiu, cauzate de mișcarea obiectelor. Aceasta a fost o idee prezisă de Einstein în 1916, în teoria sa generală a relativității, explică Phys.org.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Totuși, undele gravitaționale nu sunt doar o teorie, ci au fost detectate. Observatorul LIGO-Virgo a detectat unde gravitaționale pe 15 septembrie 2015, generate de fuziunea a două găuri negre cu mase de 29 și 36 de ori masa Soarelui, la 1,3 miliarde de ani-lumină distanță. Au existat ulterior peste 100 de detectări, ceea ce confirmă existența undelor gravitaționale.

Cum arată primul minut al Universului?

Utilizând undele gravitaționale, Rishav Roshan și Graham White, de la Universitatea Southampton (Anglia) cred că pot investiga primul minut al Universului. În primele momente ale formării Universului, spațiul era opac, deoarece Universul era plin de gaz ionizat și radiația electromagnetică nu putea pătrunde. Roshan și White cred că pot depăși această barieră.

În lucrarea lor postată pe serverul de preprint arXiv, ei discută trei strategii majore pentru detectarea undelor gravitaționale: seturile de sincronizare ale pulsarilor, astrometria și interferometria.

Tehnicile sunt similare și toate se bazează pe faptul că undele gravitaționale perturbă spațiul dintre elementele sistemului. În cazul interferometrului, perturbarea spațiului dintre elementele optice ale sistemului relevă undele gravitaționale; în seturile de pulsari, variația sincronizării impulsurilor de la sistemele de pulsari cunoscuți le dezvăluie prezența; iar cu tehnica astrometrică, micile schimbări în viteza unghiulară a obiectului țintă relevă prezența undelor.

Undele gravitațională, o sursă extraordinară de informații despre Univers

De la descoperirea lor, undele gravitaționale au furnizat informații inestimabile despre evenimente din colțurile îndepărtate ale Universului. Acum, pare că ele pot fi folosite și pentru a dezvălui unele dintre misterele nu doar ale spațiului, ci și ale timpului.

Undele gravitaționale par a deține cheia care ne va permite să înțelegem mai bine Universul dincolo de Modelul Standard (dezvoltat în anii 1970, care articulează modul în care se comportă materia, luând în considerare cele patru forțe fundamentale: puternică, slabă, electromagnetică și gravitațională).

Vă recomandăm să citiți și:

O nouă analiză arată că viața extraterestră ar putea exista pe Enceladus

Test de cultură generală. De câte ori Pământul a orbitat Soarele?

Stelele antice fabricau elemente mai grele decât orice alt element din tabelul periodic

„Spițele” lui Saturn au revenit, iar Telescopul Hubble a reușit să le fotografieze