Dva neobična signala koja je uhvatio mali detektor gravitacijskih valova mogli bi predstavljati cijelu lepezu zanimljivih fenomena; novu fiziku, interakciju tamne tvari i crnih rupa ili jeku vibracija iz doba nastanka svemira.
Detektiranje velikih gravitacijskih valova
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) koristi velike laserske pogone za detekciju gravitacijskih valova. Oni se javljaju prilikom sudara crnih rupa i neutronskih zvijezda koji doslovno tresu prostor-vrijeme i izazivaju poremećaje valnih duljina na stotine kilometara.
Michael Tobar, fizičar sa Sveučilišta u Zapadnoj Australiji, Perth, objašnjava kako su znanstvenici još mnogo prije izgradnje zvjezdarnica poput LIGO-a, nagađali da postoje veliki gravitacijski valovi, znajući da ponekad dolazi do urušavanja crnih rupa i neutronskih zvijezda.
Gravitacijski valovi kraćih valnih duljina
Iako je oprema za detektiranje gravitacijske valove kraćih valnih duljina (od par metara do nekoliko kilometara) oskudna, “u svemiru se događaju stvari koje nismo očekivali” dodaje Tobar.
U posljednje vrijeme, znanstvenici su uložili puno napora kako bi izgradili detektore za manje gravitacijske valove, a na jednom od njih su radili su Tobar i njegovi suradnici. Tobarov uređaj sadrži disk od kristalnog kvarca, promjera 2,5 centimetara te rezonantnu komoru koja šalje električni signal pri vibracijama određene frekvencije. Ako bi došlo do udara gravitacijskog vala, senzori bi pokupili vibriranje kristala i poslali elektromagnetski signal.
Istraživači su u uređaj implementirali nekoliko slojeva višestrukih radijaciskih izolatora kako bi detektor bio zaštićen od pozadisnkih elektromagnetskih polja. Također, uređaj mora biti ohlađen na izuzetno niske temperatura da ne bi došlo do toplinskih vibracija u aparatu.
https://kozmos.hr/znanstvenici-rade-na-prvom-detektoru-visokofrekvencijskih-gravitacijskih-valova/
Postoji nekoliko potencijalnih objašnjenja
Tijekom 153 dana rada, kristal je zazvonio dva put na 1-2 sekunde. Zznanstvenici sada rade na otkrivanju uzroka ovih vibracija.
Tobar smatra da su jedno od mogućih rješenja, kozmičke zrake odnosno nabijene čestice koje dolaze iz svemira. Druga mogućnost je i ranije nepoznata toplinska fluktuacija u kristalu koja bi ipak trebala biti svedena na minimum zbog ultra-hladnih temperatura.
Među potencijalnim objašnjenjima nalazimo i tamnu tvar poznatu kao aksion koja kruži oko crnih rupa te ispušta gravitacijske valove. Daljnja objašnjenja zahtijevala bi novu fiziku koja izlazi iz okvira Standardnog modela, smatra Tobar.
https://kozmos.hr/raspadanje-kaona-ukazuje-na-novu-fiziku-izvan-standardnog-modela/
Potrebna je izgradnja većeg broja detektora
Nakon Velikog praska, svemir je prošao kroz fazu koja nosi ime inflacija. U tom periodu je došlo do naglog, eksponencijalnog širenja, tvrdi Francesco Muia, teoretski fizičar sa Sveučilišta Cambridge u Velikoj Britaniji, koji nije sudjelovao u istraživanju.
Tada je došlo do faze tranzicije. Velike količine energije pohranjene su u prostor-vrijeme, ostavljajući za sobom gravitacijske valove koje smo možda detektirali ovim eksperimentom, objašnjava Muia.
“Bilo bi lijepo ako se radi o gravitacijskim valovima, no tko zna?”, dodao je Tobar. Ipak, nakon ovih otkrića, jedno je sigurno. Istraživači sada mogu izgraditi još mnogo sličnih senzora. Ako bi veći broj ovakvih uređaja istovremeno primijetio jedan signal, to bi jasno ukazivalo da se radi o dogđaju u svemiru, a ne o slučajnim unutarnjim procesima kao što su toplinske fluktuacije kristala.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
