Când cumpărați prin link-uri de pe articolele noastre, Future și partenerii săi de sindicat pot câștiga un comision.
Credit: Carl Knox, OzGrav, Universitatea de Tehnologie Swinburne și Observatorul de Radio Astronomie din Africa de Sud
Cea mai detaliată hartă a universului creată vreodată folosind unde gravitaționale ar putea dezvălui găuri negre ascunse, fuzionarea găurilor negre supermasive și chiar structura la scară largă a cosmosului.
Studiul, realizat de o echipă condusă de astronomi de la Universitatea de Tehnologie Swinburne, a prezentat, de asemenea, cel mai mare detector la scară galactică de unde gravitaționale, care sunt practic ondulații în spațiu-timp.
Această cercetare a furnizat dovezi suplimentare ale unui „zumzet” de fundal al undelor gravitaționale care pătrund în univers. Ca atare, ar putea oferi noi perspective asupra celor mai timpurii găuri negre ale universului, a modului în care au crescut și a impactului pe care l-au avut asupra evoluției structurii benzilor desenate.
„Studiind [gravitational wave] Fundalul ne permite să ne acordăm ecourile evenimentelor cosmice de-a lungul miliardelor de ani”, a declarat Matt Miles, membru al echipei și cercetător la Universitatea Swinburne, într-o declarație. „Dezvăluie modul în care galaxiile și universul însuși au evoluat de-a lungul timpului”.
Fundalul undelor gravitaționale la care se referă Miles a fost creat prin fuziunea găurilor negre supermasive din universul timpuriu și cel îndepărtat. A fost dezvăluit pentru prima dată de un detector de unde gravitaționale care atinge o multitudine de stele neutronice care se rotesc rapid sau „pulsari” și un instrument precis de menținere a timpului numit matrice de sincronizare a pulsarilor, ca parte a proiectului NANOGrav.
Acest nou studiu s-a bazat și pe o matrice de sincronizare a pulsarilor, deși cu ajutorul radiotelescopului MeerKAT din Africa de Sud. Prin îmbunătățirea metodelor de detectare, precizia în nanosecunde a MeerKAT Pulsar Timing Array a oferit echipei conduse de Swinburne un semnal mai puternic decât înainte.
„Ceea ce vedem indică un univers mult mai dinamic și mai activ decât ne-am anticipat”, a spus Miles. „Știm că găurile negre supermasive se unesc acolo, dar acum începem să ne întrebăm: unde sunt și câte sunt acolo?”
Harta undelor gravitaționale oferă surprize
Undele gravitaționale au fost inițial prezise de Albert Einstein în teoria sa asupra gravitației, numită „relatitate generală”. Teoria opusului mare a marelui fizician afirmă că obiectele cu masă provoacă însuși țesătura spațiului și timpului (unite ca o entitate 4-dimensională numită „spațiu-timp”) să se „deformeze”. Din astfel de deformare ia naștere gravitația.
Cu toate acestea, Einstein a mai prezis că atunci când obiectele masive accelerează, ele provoacă ondulații care se răspândesc în spațiu-timp cu viteza luminii. Acestea sunt cunoscute sub denumirea de unde gravitaționale.
Un exemplu de sisteme de emitere a undelor gravitaționale sunt găurile negre binare, care determină soneria spațiu-timpului în timp ce două găuri negre în fiecare dintre aceste sisteme se învârtesc una în jurul celuilalt. Pe măsură ce undele gravitaționale se îndepărtează de găurile negre binare, ele poartă cu ele moment unghiular. Această pierdere de energie face ca găurile negre să se unească și să emită unde gravitaționale din ce în ce mai repede – adică până când gravitația acestor titani cosmici preia controlul și se ciocnesc și fuzionează.
Acest eveniment puternic face să sune spațiu-timp cu un „țipăt” ascuțit de unde gravitaționale.
Fuziunile găurilor negre sunt importante pentru înțelegerea evoluției cosmosului. Așa se nasc găurile negre supermasive cu mase echivalente cu milioane, sau chiar miliarde, de sori care stau în inimile galaxiilor mari.
Două vârtejuri aurii interconectate cu sfere negre în centru
Pulsarii pot fi folosiți pentru a detecta undele gravitaționale, deoarece se pot învârti de până la 700 de ori pe secundă; de asemenea, explodează fascicule de radiații care mătură cosmosul ca lumina unui far cosmic.
Cheia, totuși, este că sincronizarea rotației unui pulsar este foarte regulată, ceea ce înseamnă că atunci când un grup mare de pulsari este considerat în masă, aceștia pot fi utilizați ca un ceas cosmic precis – un ceas suficient de sensibil pentru a detecta mici fluctuații în spațiu-timp cauzate de trecerea undelor gravitaționale.
Acesta este modul în care MeerKAT Pulsar Timing Array a permis echipei să creeze o hartă a undelor gravitaționale extrem de detaliată – iar acel atlas cosmic forjat în spațiu-timp a dezvăluit de fapt o caracteristică surpriză.
O grilă verde clătinitoare pe care sunt mai multe vârtejuri de galben violet și roșu
Cercetătorii au descoperit o anomalie neașteptată pe harta lor: un „hotspot” care pare să prezinte o „polarizare direcțională” pentru undele gravitaționale.
Anterior, cercetătorii au presupus că fundalul undelor gravitaționale ale universului nu ar avea o direcție preferată și, astfel, ar fi răspândit uniform pe cer.
„Prezența unui punct fierbinte ar putea sugera o sursă distinctă de unde gravitaționale, cum ar fi o pereche de găuri negre de miliarde de ori mai mare decât masa soarelui nostru”, a spus Rowina Nathan, membru al echipei și cercetător al Universității Monash. „Privindu-ne la structura și tiparele undelor gravitaționale, ne arată cum există universul nostru astăzi și conține semnale de la Big Bang.
„Există mai multă muncă de făcut pentru a determina semnificația hotspot-ului pe care l-am găsit, dar acesta este un pas interesant înainte pentru domeniul nostru”.
Povești similare:
— Ciocnirea găurilor negre „sine” în spațiu-timp cu ondulații de unde gravitaționale
— Undele gravitaționale care se ondula de la fuziunea găurilor negre ar putea ajuta la testarea relativității generale
— Astronomii gata să vâneze un nou tip de unde gravitaționale
Descoperirile echipei au deschis ușa către noi descoperiri neprevăzute cu privire la structura universului.
Aceste descoperiri ar putea fi realizate de detectorul de unde gravitaționale de dimensiuni galactice format de MeerKAT Pulsar Timing Array, care va continua acum să-și rafineze harta undelor gravitaționale.
„Căutând variații ale semnalului undelor gravitaționale de-a lungul cerului, căutăm amprentele proceselor astrofizice care modelează universul nostru”, a spus Kathrin Grunthal, membru al echipei și om de știință la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie. declaraţie.
