Το σύμπαν μάλλον «θυμάται» κάθε ενιαίο κύμα βαρύτητας

Pin
Send
Share
Send

Το σύμπαν μπορεί να "θυμάται" τα κύματα της βαρύτητας πολύ καιρό αφού περάσουν.

Αυτή είναι η προϋπόθεση ενός θεωρητικού εγγράφου που δημοσιεύθηκε στις 25 Απριλίου στο περιοδικό Physical Review D. Τα κύματα κύματος, οι αμυδρές κυματισμοί στο διάστημα και ο χρόνος που η ανθρωπότητα κατάφερε να ανιχνεύσει μόνο τα τελευταία χρόνια τείνουν να περάσουν πολύ γρήγορα. Αλλά οι συντάκτες του χαρτιού έδειξαν ότι μετά την διέλευση των κυμάτων, θα μπορούσαν να αφήσουν μια περιοχή ελαφρώς αλλοιωμένη - αφήνοντας πίσω τους ένα είδος μνήμης της διέλευσής τους.

Αυτές οι αλλαγές, τις οποίες οι ερευνητές ονόμαζαν "επίμονα παρατηρήσιμα βαρυτικά κύματα", θα ήταν ακόμη πιο αδύναμα από τα ίδια τα βαρυτικά κύματα, αλλά αυτά τα αποτελέσματα θα διαρκούσαν περισσότερο. Τα αντικείμενα ενδέχεται να μετατοπιστούν ελαφρώς εκτός τόπου. Οι θέσεις των σωματιδίων που μετακινούνται διαμέσου του χώρου ενδέχεται να μεταβληθούν. Ακόμα και ο ίδιος ο χρόνος μπορεί να καταλήξει ελαφρώς εκτός συγχρονισμού, τρέχοντας σύντομα σε διαφορετικές ταχύτητες σε διάφορα μέρη της Γης.

Αυτές οι αλλαγές θα ήταν τόσο μικροσκοπικές που οι επιστήμονες θα μπορούσαν μόλις να τις εντοπίσουν. Οι ερευνητές έγραψαν στο έγγραφό τους ότι η απλούστερη μέθοδος για την παρατήρηση αυτών των επιπτώσεων μπορεί να περιλαμβάνει δύο άτομα που "μεταφέρουν μικρούς ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων" - ένα αστείο επειδή οι ανιχνευτές είναι αρκετά μεγάλοι.

Υπάρχουν όμως τρόποι να ανιχνεύσουν οι ερευνητές αυτές τις μνήμες. Εδώ είναι το πιο προφανές: ψάχνει για μετατοπίσεις στους καθρέφτες των υπαρχόντων ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων.

Αυτή τη στιγμή, οι επιστήμονες μπορούν να ανιχνεύσουν τα κύματα βαρύτητας δημιουργώντας παρατηρητήρια που πυροδοτούν πολύ σταθερές και σταθερές δέσμες λέιζερ σε μεγάλες αποστάσεις. Όταν οι δοκοί κουνιστούν ελαφρά, είναι ένα σημάδι ότι έχει περάσει ένα βαρυτικό κύμα. Μελετώντας τα κουνήματα, οι φυσικοί μπορούν να μετρήσουν τα κύματα. Η πρώτη ανίχνευση ήταν το 2015 και από τότε η τεχνολογία έχει βελτιωθεί έτσι ώστε τα παρατηρητήρια να ανιχνεύουν τα κύματα βαρύτητας τόσο συχνά όσο μια φορά την εβδομάδα.

Αυτά τα κύματα προέρχονται από μαζικά γεγονότα, όπως όταν μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων συγκρούονται πολύ μακριά στο διάστημα. Μέχρι τη στιγμή που φτάσουν στη Γη, όμως, τα κύματα είναι ελάχιστα αισθητά. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις τους είναι ακόμη λιγότερο εμφανείς.

Αλλά οι καθρέφτες στους ανιχνευτές μετριούνται συνεχώς με τέτοιο τρόπο ώστε με την πάροδο του χρόνου, οι μετατοπίσεις που προκαλούν τα κύματα της βαρύτητας θα μπορούσαν να γίνουν τόσο έντονες ώστε οι ερευνητές θα μπορέσουν να τα εντοπίσουν. Οι ερευνητές ήρθαν με ένα μαθηματικό μοντέλο που προβλέπει πόσο τα κάτοπτρα θα πρέπει να μετατοπίζονται με την πάροδο του χρόνου με κάθε πέρασμα κύματος.

Οι άλλες μέθοδοι που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο άνθρωπος για την ανίχνευση αυτών των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων περιλαμβάνουν ατομικά ρολόγια και σωματίδια περιδινήσεως.

Δύο ατομικά ρολόγια τοποθετημένα σε κάποια απόσταση ο ένας από τον άλλο θα βιώσουν διαφορετικά ένα βαρυτικό κύμα, συμπεριλαμβανομένων των επιδράσεων διαστολής χρόνου: Επειδή ο χρόνος θα επιβραδυνόταν περισσότερο για ένα ρολόι από τον άλλο, οι αποκλινείς διαφορές στις αναγνώσεις τους μετά από ένα κύμα που πέρασε θα μπορούσε να αποκαλύψει μια μνήμη το κύμα στο τοπικό σύμπαν.

Τέλος, ένα μικροσκοπικό σωματίδιο μπορεί να αλλάξει τη συμπεριφορά του πριν και μετά το πέρασμα του κύματος. Αναστέλλεται σε ένα θάλαμο σε ένα εργαστήριο και μετράει την ταχύτητα και την κατεύθυνση της περιστροφής. στη συνέχεια, μετρήστε πάλι μετά από ένα κύμα περνάει. Η διαφορά στη συμπεριφορά του σωματιδίου θα αποκαλύψει ένα άλλο είδος μνήμης του κύματος.

Αυτό το θεωρητικό έγγραφο, τουλάχιστον, δίνει στους επιστήμονες έναν ενδιαφέροντα νέο τρόπο να εξετάσουν τα πειράματα κατασκευής για να μελετήσουν τα κύματα βαρύτητας.

Pin
Send
Share
Send