Gravitacioni talasi bi nam mogli pokazati prvi minut univerzuma

Gravitacioni talasi bi nam mogli pokazati prvi minut univerzuma

Astronomi rutinski istražuju univerzum koristeći različite talasne dužine elektromagnetnog spektra od poznate vidljive svetlosti do radio talasa i infracrvenih do gama zraka. Postoji problem sa proučavanjem univerzuma kroz elektromagnetni spektar, možemo videti samo svetlost iz vremena kada je univerzum bio star samo 380.000 godina. Alternativni pristup je korišćenje gravitacionih talasa za koje se smatra da su bili prisutni u ranom univerzumu i koji bi nam mogli omogućiti da istražimo još dalje.

Koncept gravitacionih talasa je zaista prilično jednostavan. Zamislite tkivo svemira kao ogromno more. Pomeranje bilo kog objekta unutar tog jezera će izazvati talasanje koje se prožima kroz vodu. Baš kao što će morska magla ograničiti vidljivost, talasi i dalje mogu da putuju. Gravitacioni talasi su kao talasi u svemiru uzrokovani kretanjem objekata. To je bila ideja koju je Ajnštajn predvideo 1916. godine u svojoj opštoj teoriji relativnosti.

Međutim, gravitacioni talasi nisu samo teorija, već su otkriveni. Opservatorija LIGO-Virgo otkrila je gravitacione talase 15. septembra 2015. od spajanja dve crne rupe sa 29 i 36 solarnih masa udaljenih 1,3 milijarde svetlosnih godina. Od tada je bilo preko 100 detekcija, tako da su gravitacioni talasi sasvim sigurno stvarni.

Koristeći gravitacione talase, Rišav Rošan i Grejem Vajt sa Univerziteta Sautempton veruju da mogu da ispitaju najranije trenutke univerzuma. U ranim trenucima formiranja univerzuma, prostor je bio neproziran jer je univerzum bio pun jonizovanog gasa i elektromagnetno zračenje nije moglo da prođe. Rošan i Vajt veruju da mogu da probiju ovu barijeru.

U svom radu objavljenom na arKsiv serveru za preprint, oni raspravljaju o tri glavne strategije za otkrivanje gravitacionih talasa; nizovi za merenje vremena pulsara, astrometrija i interferometrija. Tehnike su slične i sve se oslanjaju na gravitacione talase koji remete prostor između elemenata sistema. U slučaju interferometra, poremećaj prostora između optike sistema otkriva gravitacione talase; u nizovima pulsara, varijacije u tajmingu impulsa iz poznatih pulsarnih sistema odaju njihovo prisustvo i sa astrometrijskom tehnikom, male promene u ugaonoj brzini ciljanog objekta otkrivaju prisustvo talasa.

Od svog otkrića, gravitacioni talasi su pružili neprocenjive informacije o događajima u dalekim krajevima univerzuma. Sada izgleda da se mogu koristiti i za otključavanje nekih misterija ne samo u svemiru, već iu vremenu. Da bismo nam omogućili da dobijemo potpunije razumevanje univerzuma izvan Standardnog modela (koji je razvijen 1970-ih i artikuliše kako se materija ponaša uzimajući u obzir četiri fundamentalne sile; jaku, slabu, elektromagnetnu i gravitaciju), čini se da su gravitacioni talasi ključ.