رمزگشایی از آغاز جهان هستی با امواج گرانشی

دانشمندان در کشف چگونگی استفاده از امواج گرانشی به پیشرفت هایی دست یافته اند تا به سرآغاز همه چیزهایی که می شناسیم نگاه کنند.

به گزارش تکناک، محققان می گویند که می توانند وضعیت کیهان را در مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ با یادگیری نحوه جریان یافتن این امواج از میان سیارات و گاز بین کهکشان ها بهتر درک کنند.

دیپن گارگ، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما نمی‌توانیم جهان اولیه را مستقیماً ببینیم، اما شاید بتوانیم به طور غیرمستقیم آن را ببینیم به شرط آنکه به چگونگی تأثیر امواج گرانشی آن زمان بر روی ماده و تشعشعاتی که امروزه می‌توانیم مشاهده کنیم، بپردازیم. گارگ دانشجوی تحصیلات تکمیلی در برنامه پرینستون در مورد فیزیک پلاسما است که در آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون (PPPL) فعالیت می کند.

گارگ و مشاورش ایلیا دودین، که وابسته به دانشگاه پرینستون و PPPL است، این تکنیک را از تحقیقات خود در مورد انرژی همجوشی( فرآیندی که به خورشید و ستارگان نیرو می‌دهد و دانشمندان در حال توسعه آن برای ایجاد برق روی زمین بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای یا تولید ضایعات هسته ای با ماندگاری طولانی مدت هستند) اقتباس کرده اند. دانشمندان همجوشی نحوه حرکت امواج الکترومغناطیسی را در پلاسما، (سوپ الکترون‌ها) و هسته‌های اتمی که سوخت تأسیسات همجوشی معروف به توکامک‌ها و ستاره‌ها را تامین می‌کنند، محاسبه می‌کنند.

به نظر می رسد که این فرآیند شبیه حرکت امواج گرانشی از طریق ماده است. گارگ گفت: ما اساساً ماشین‌های موج پلاسما را برای کار روی یک موضوع امواج گرانشی به کار بردیم.

امواج گرانشی که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین در سال 1916 به عنوان پیامد نظریه نسبیت او پیش بینی شد، اختلالاتی در فضا-زمان هستند که در اثر حرکت اجسام بسیار متراکم ایجاد می شوند. آنها با سرعت نور حرکت می کنند و اولین بار در سال 2015 توسط رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (LIGO) از طریق آشکار سازها در ایالت واشنگتن و لوئیزیانا شناسایی شدند.

گارگ و دودین فرمول هایی را ایجاد کردند که از نظر تئوری می توانند امواج گرانشی را هدایت کنند تا ویژگی های پنهان اجرام آسمانی، مانند ستارگانی که سال های نوری از ما فاصله دارند، آشکار کنند. هنگامی که امواج از میان ماده عبور می کنند، نوری ایجاد می کنند که ویژگی های آن به چگالی ماده بستگی دارد.

یک فیزیکدان می تواند نور را تجزیه و تحلیل کند و ویژگی های ستاره ای را که میلیون ها سال نوری از ما فاصله دارد کشف کند. این تکنیک همچنین می‌تواند به کشفیاتی در مورد درهم شکستن ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها و بقایای بسیار متراکم مرگ ستاره‌ها منجر شود.آنها حتی به طور بالقوه می توانند اطلاعاتی در مورد آنچه در طول انفجار بزرگ و لحظات اولیه جهان ما رخ می دهد را فاش کنند.

این تحقیق بدون هیچ نظری در مورد اهمیت آن آغاز شد. دودین گفت: من فکر کردم که این یک پروژه کوچک و شش ماهه برای یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی خواهد بود که شامل حل یک چیز ساده است. اما زمانی که شروع به کندوکاو عمیق‌تر در موضوع کردیم، متوجه شدیم که اطلاعات بسیار کمی در مورد این موضوع وجود دارد و می‌توانیم کار تئوری بسیار اساسی را در اینجا انجام دهیم.

اکنون دانشمندان قصد دارند در آینده نزدیک از این تکنیک برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده کنند. گارگ گفت: ما اکنون فرمول هایی داریم، اما رسیدن به نتایج معنادار کار بیشتری می طلبد.