Поширення гравітаційних хвиль через матерію у Всесвіті може виявити брижі у просторі-часі, породжені в момент Великого вибуху. Такого висновку дійшли фізики Діпен Гарг та Ілля Додін з Принстонської лабораторії фізики плазми.
Вчені використали поширення електромагнітних хвиль через плазму як аналог гравітаційних хвиль, щоб зрозуміти, як вони подорожують крізь зорі та газ у глибинах космосу. Ці ознаки можуть виявити невловимі низькочастотні гравітаційні хвилі, породжені злиттям чорних дір, нейтронних зір або навіть розширенням Всесвіту за частку секунди після Великого вибуху.
«Ми не можемо побачити ранній Всесвіт безпосередньо, адже в цей період не існувало навіть фотонів. Але, можливо, нам вдасться побачити його опосередковано, якщо зможемо зафіксувати гравітаційні хвилі з того часу», — каже фізик Діпен Гарг.
Відкриття гравітаційних хвиль
Гравітаційні хвилі, які виникли в результаті злиття двох чорних дір, були вперше виявлені 2015-го на відстані 1,4 млрд світлових років. Гравітаційні хвилі, які вперше передбачив Ейнштейн, схожі на брижі у ставку: сам простір-час розтягується та стискається внаслідок гравітаційного зриву, спричиненого масивною подією. Щоб виявити такі гравітаційні хвилі, потрібен не телескоп, а надточний набір лазерів та дзеркал, які реагують на викривлення простору-часу.
Але технологія обмежена: наразі ми можемо виявляти лише гравітаційні хвилі, породжені малими чорними дірами або нейтронними зорями. Тому інші джерела гравітаційних хвиль поки що недоступні для нас. Але Гарг і його колега, фізик Ілля Додін, під час своїх досліджень синтезу плазми зрозуміли, що може бути інший спосіб побачити ці невловимі хвилі.
Новий спосіб вивчення астрономії
Вчені покладаються на плазмовий термоядерний синтез. Колись він може стати альтернативним та чистим джерелом енергії, який замінить небезпечну атомну енергетику. Але поки що вчені використовують плазму для складання моделі, яка б описувала шлях електромагнітних хвиль, які проходять через цю речовину. Як виявилось, експеримент схожий на те, як гравітаційні хвилі рухаються крізь матерію у Всесвіті. Їхнє розповсюдження через матерію має генерувати сигнали, які можна виявити — наприклад, зміну у світлі зір або величезних хмар газу.
Таким чином можна не лише виявити приховані гравітаційні хвилі, а й дати вченим новий інструмент для вивчення зір. Наприклад, характеристики світлового сигналу, створюваного гравітаційними хвилями в зорях, можуть змінюватися залежно від внутрішньої структури та щільності світила. Оскільки надра зір досить важко побачити, хвилі можуть стати новим потужним інструментом у цій галузі астрономії. Детально з дослідженням можна ознайомитись у Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Раніше ми повідомляли про те, що радар гравітаційних хвиль допоможе побачити невидимий Всесвіт.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
