Undele gravitaționale ar putea dezvălui momentul în care a început timpul: Ce au descoperit cercetătorii

O echipă de cercetători a dezvoltat un set de instrumente matematice care ar putea permite studierea undelor gravitaționale pentru a explora originile nevăzute ale universului. Aceste valuri în spațiu-timp, care au început să se formeze chiar la începuturile timpului, ar putea oferi indicii esențiale despre ceea ce s-a întâmplat în primele momente ale Big Bang-ului, o perioadă inaccesibilă prin alte metode.

Undele gravitaționale: cheile către originile universului

După Big Bang, primele 380.000 de ani au fost un haos intens în care fotonii, particulele de lumină, interacționau constant cu materia, făcând imposibilă folosirea luminii pentru a vedea ce s-a întâmplat în acea perioadă. Abia după acest interval de timp a fost emisă radiația cosmică de fond (Cosmic Microwave Background), primul tip de lumină care a început să se deplaseze liber prin univers. Însă, undele gravitaționale au fost prezente încă de la începuturi și se mișcau liber, făcându-le potențiale martori tăcuți ai celor mai timpurii momente din istoria cosmosului.

Cercetătorii au început să exploreze cum undele gravitaționale interacționează cu materia. Aceste unde trec prin orice, inclusiv prin noi, dar efectele lor sunt extrem de mici, comparabile cu o fracțiune din dimensiunea unui atom. Din acest motiv, sunt necesare detectoare extrem de sensibile pentru a le măsura. Cu toate acestea, undele gravitaționale interacționează totuși cu materia și este posibil să putem studia aceste interacțiuni pentru a înțelege mai bine începuturile universului.

„Avem acum câteva formule, dar pentru a obține rezultate semnificative va fi nevoie de mai multă muncă”, a declarat Deepen Garg, autorul principal al studiului de la Princeton Plasma Physics Laboratory.

„Nu putem vedea direct universul timpuriu, dar poate că îl putem vedea indirect dacă ne uităm la modul în care undele gravitaționale din acea perioadă au afectat materia și radiațiile pe care le putem observa astăzi”.

Utilizarea fizicii plasmei pentru a înțelege undele gravitaționale

Interesant este că punctul de plecare pentru această lucrare nu a fost deloc undele gravitaționale, ci fizica plasmei în reactoarele de fuziune nucleară. Fuziunea nucleară, care alimentează stelele și ar putea într-o zi să ne ofere energie fără carbon, este guvernată de ecuații care, cu modificările potrivite, se aplică și în cazul undelor gravitaționale.

„Am pus, practic, mașinăria undelor de plasmă să lucreze pe o problemă a undelor gravitaționale”, a explicat Garg.

Această abordare inovatoare ar putea deschide noi perspective asupra comportamentului corpurilor cerești și evenimentelor cosmice, oferind informații care ar fi imposibil de obținut prin alte metode.

Undele gravitaționale sunt schimbări în structura spațiu-timp și nu sunt absorbite de nimic. Nu există nimic în univers care să arunce o umbră. Cu toate acestea, diversele componente ale universului, de la găuri negre și coliziuni de stele neutronice la planete și stele, vor influența aceste unde. Studiind undele gravitaționale, putem obține o perspectivă asupra comportamentului acestor corpuri cerești și evenimente, perspective care altfel ar fi inaccesibile.

Acest proiect a început fără un plan grandios, dar s-a transformat într-o descoperire promițătoare.

„M-am gândit că acesta va fi un proiect mic, de șase luni, pentru un student de doctorat, care va implica rezolvarea unei probleme simple”, a adăugat Ilya Dodin, coordonatorul doctoral al lui Garg.

„Dar, odată ce am început să aprofundăm subiectul, ne-am dat seama că se înțelegea foarte puțin despre problemă și că puteam face unele lucrări teoretice de bază aici”.

Cercetările continuă, iar echipa speră să descopere mai multe despre cum putem folosi undele gravitaționale pentru a înțelege mai bine universul nostru și momentul în care a început timpul însuși.