Брижі в тканині Всесвіту можуть розкрити початок часу

Вчені дещо просунулися у відкритті того, як використовувати пульсації в просторі-часі, відомі як гравітаційні хвилі, щоб зазирнути в початок усього, що ми знаємо. Дослідники кажуть, що вони можуть краще зрозуміти стан космосу незабаром після Великого вибуху, вивчивши, як ці пульсації в тканині Всесвіту проходять через планети й газ між галактиками.

Про це розповідають в Принстонській лабораторії фізики плазми (PPPL) Міністерства енергетики США, передають OstanniPodii.com.

"Ми не можемо побачити ранній Всесвіт безпосередньо, але, можливо, ми зможемо побачити його опосередковано, якщо подивимося, як гравітаційні хвилі з того часу вплинули на матерію й випромінювання, які ми можемо спостерігати сьогодні", - сказав Діпен Гарг, провідний автор статті, що повідомляє про результати дослідження в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Гарг є аспірантом Принстонської програми з фізики плазми, яка базується в PPPL.

Гарг та його науковий консультант Ілля Додін, співробітник Принстонського університету та PPPL, адаптували цю методику зі своїх досліджень енергії термоядерного синтезу - процесу, який живить Сонце й зорі, і над яким науковці працюють для вироблення електроенергії на Землі без викидів парникових газів і без залишків довгоживучих радіоактивних відходів. Науковці, які займаються термоядерним синтезом, обчислюють, як електромагнітні хвилі рухаються через плазму - суміш електронів та атомних ядер, що живить термоядерні установки, відомі як токамаки й стеларатори.

Виявилося, що цей процес нагадує рух гравітаційних хвиль через матерію. "По суті, ми застосували плазмово-хвильовий механізм для розв′язання проблеми гравітаційних хвиль", - сказав Гарг.

Гравітаційні хвилі, вперше передбачені Альбертом Ейнштейном 1916 року як наслідок його теорії відносності, являють собою збурення в просторі-часі, викликані рухом дуже щільних об′єктів. Вони поширюються зі швидкістю світла й були вперше виявлені 2015 року Лазерною інтерферометричною гравітаційно-хвильовою обсерваторією (LIGO) за допомогою детекторів у штатах Вашингтон і Луїзіана.

Гарг і Додін створили формули, які теоретично можуть привести гравітаційні хвилі до виявлення прихованих властивостей небесних тіл, наприклад, зірок, які перебувають на відстані багатьох світлових років. Коли хвилі проходять через матерію, вони створюють світло, характеристики якого залежать від щільності матерії.

Фізик може проаналізувати це світло й виявити властивості зірки, що знаходиться на відстані мільйонів світлових років. Ця техніка також може призвести до відкриттів про зіткнення нейтронних зірок і чорних дір - надщільних залишків загибелі зірок. Вони навіть можуть потенційно розкрити інформацію про те, що відбувалося під час Великого вибуху та в ранні моменти існування нашого Всесвіту.

Дослідження почалося без жодного уявлення про те, наскільки важливим воно може стати. "Я думав, що це буде невеликий шестимісячний проєкт для аспіранта, який буде пов′язаний із розв′язанням якогось простого завдання", - сказав Додін. "Але щойно ми почали копати глибше в цю тему, ми усвідомили, що дуже мало зрозуміли про цю проблему, і ми могли б зробити тут дуже базову теоретичну роботу".

Тепер учені планують використовувати цю техніку для аналізу даних у найближчому майбутньому. "Зараз у нас є деякі формули, але для отримання значущих результатів буде потрібно більше роботи", - сказав Гарг.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• гравітаційна хвиля