Zmarszczki w tkaninie wszechświata mogą ujawnić początek czasu

Naukowcy poczynili postępy w odkrywaniu, jak wykorzystać fale w czasoprzestrzeni znane jako fale grawitacyjne, aby cofnąć się do początku wszystkiego, co znamy. Naukowcy twierdzą, że mogą lepiej zrozumieć stan wszechświata wkrótce po Wielkim Wybuchu, dowiadując się, w jaki sposób te zmarszczki w strukturze wszechświata przepływają przez planety i gaz międzygalaktyczny.

„Nie widzimy wczesny wszechświat bezpośrednio, ale być może dostrzeżemy to pośrednio, jeśli przyjrzymy się, jak fale grawitacyjne z tamtych czasów wpływają na materię i promieniowanie, które możemy dzisiaj obserwować”. Journal of Cosmology and Astrophysics. Garg jest absolwentem Princeton Program in Plasma Physics, z siedzibą w Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE).

Garg i jego doradca Elijah Dodin, który jest powiązany zarówno z Princeton University, jak i PPPL, zaadaptowali technikę z ich badań w Energia fuzji, proces wytwarzania energii dla Słońca i gwiazd, który naukowcy opracowują w celu wytwarzania energii elektrycznej na Ziemi bez emisji gazów cieplarnianych lub wytwarzania długożyciowych odpadów radioaktywnych. Naukowcy zajmujący się syntezą jądrową obliczają, jak to zrobić Fale elektromagnetyczne Poruszając się przez plazmę, zupa elektronów jądra atomowe że urządzenia do fuzji paliwowej znane jako tokamak i gwiazdy.

Okazuje się, że proces ten jest podobny do ruchu fal grawitacyjnych przez materię. „Umieściliśmy maszyny fal plazmowych w pracy nad problemem fal grawitacyjnych” – powiedział Garg.

Fale grawitacyjne, które po raz pierwszy przewidział Albert Einstein w 1916 roku w wyniku swojej teorii względności, są zaburzeniami w Czas wolny ze względu na ruch bardzo gęstych ciał. Poruszają się z prędkością światła i po raz pierwszy zostały wykryte w 2015 roku przez Laserowe Obserwatorium Fal Grawitacyjnych (LIGO) za pomocą detektorów w stanie Waszyngton i Luizjanie.

Garg i Doden stworzyli formuły, które teoretycznie mogłyby działać fale grawitacyjne Aby ujawnić ukryte właściwości ciał niebieskich, takich jak gwiazdy oddalone o wiele lat świetlnych. Kiedy fale przepływają przez materię, tworzą światło, którego właściwości zależą od gęstości materiału.

Fizyk może analizować to światło i odkrywać właściwości wokół gwiazdy oddalonej o miliony lat świetlnych. Technologia może również doprowadzić do odkryć dotyczących zderzenia gwiazd neutronowych i czarnych dziur, niezwykle gęstych pozostałości po umierających gwiazdach. Mogą nawet ujawnić informacje o tym, co działo się podczas Wielkiego Wybuchu i pierwszych chwilach naszego wszechświata.

Poszukiwania rozpoczęły się bez poczucia ich znaczenia. „Myślałem, że będzie to mały, sześciomiesięczny projekt dla studenta, który będzie wymagał rozwiązania prostego polecenia” – powiedział Dowden. „Ale kiedy zaczęliśmy zagłębiać się w ten temat, zdaliśmy sobie sprawę, że bardzo niewiele wiadomo na temat problemu i możemy tutaj wykonać podstawową pracę teoretyczną”.

Naukowcy planują teraz wykorzystać tę technologię do analizy danych w najbliższej przyszłości. „Mamy teraz pewne formuły, ale uzyskanie znaczących wyników będzie wymagało trochę więcej pracy” – powiedział Garg.