يمكن أن توفر التموجات في الزمكان أدلة على مكونات الكون المفقودة

رسم توضيحي لمزج الأمواج وإنشاء توقيع جديد مميز. الائتمان: إزكوياغا وزومالاكاريغي

هناك شيء قليل في نظريتنا عن الكون. كل شيء مناسب تقريبًا ، ولكن هناك ذبابة في المرهم الكوني ، وجسيم من الرمل في الشطيرة اللانهائية. يعتقد بعض العلماء أن الجاني قد يكون الجاذبية ، وأن التموجات الدقيقة في نسيج الزمكان يمكن أن تساعدنا في العثور على القطعة المفقودة.


توضح ورقة بحثية جديدة شارك في تأليفها عالم من جامعة شيكاغو كيف يمكن أن يعمل هذا. تم النشر في 21 ديسمبر في مراجعة البدنية دتعتمد الطريقة على إيجاد مثل هذه التموجات التي تكون منحنية بالسفر عبر الثقوب السوداء الهائلة أو المجرات الكبيرة في طريقها إلى الأرض.

المشكلة هي أن شيئًا ما يجعل الكون لا يتوسع فحسب ، بل يتمدد بشكل أسرع وأسرع بمرور الوقت – ولا أحد يعرف ما هو. (البحث عن المعدل الدقيق هو نقاش مستمر في علم الكونيات).

اقترح العلماء جميع أنواع النظريات حول ماهية القطعة المفقودة. قال خوسيه ماريا إيزكياغا ، مؤلف الورقة البحثية المشارك ، وزميل ما بعد الدكتوراه في ناسا أينشتاين في معهد كافلي للفيزياء الكونية في UChicago: “يعتمد الكثير منها على تغيير طريقة عمل الجاذبية على نطاقات كبيرة”. “وبالتالي موجات الجاذبية هم الرسول المثالي لرؤية هذه التعديلات المحتملة في الجاذبية ، إن وجدت “.

موجات الجاذبية هي تموجات في نسيج الزمكان نفسه ؛ منذ عام 2015 ، تمكنت البشرية من التقاط هذه التموجات باستخدام مراصد ليجو. عندما يصطدم جسمان ثقيلان بشكل كبير في مكان آخر في الكون ، فإنهما يخلقان تموجًا ينتقل عبر الفضاء ، ويحمل بصمة كل ما صنعه – ربما اثنان الثقوب السوداء أو اصطدام نجمين نيوترونيين.

في الورقة البحثية ، يجادل إزكوياغا والمؤلف المشارك ميغيل زومالاكاريغي أنه إذا ضربت هذه الموجات ثقب أسود عملاق أو مجموعة من المجرات في طريقها إلى الأرض ، فإن توقيع التموج سيتغير. إذا كان هناك اختلاف في الجاذبية مقارنة بنظرية أينشتاين ، فسيتم تضمين الدليل في هذا التوقيع.

على سبيل المثال ، إحدى النظريات عن القطعة المفقودة من الكون هي وجود جسيم إضافي. مثل هذا الجسيم ، من بين تأثيرات أخرى ، يولد نوعًا من الخلفية أو “الوسط” حول الأجسام الكبيرة. إذا اصطدمت موجة جاذبية متنقلة بثقب أسود فائق الكتلة ، فستولد موجات تختلط مع الموجة الثقالية نفسها. اعتمادًا على ما واجهته ، يمكن أن يحمل توقيع موجة الجاذبية “صدى” ، أو يظهر مشوشًا.

وقال إزكوياغا “هذه طريقة جديدة لفحص السيناريوهات التي لم يكن من الممكن اختبارها من قبل”.

تحدد ورقتهم الشروط الخاصة بكيفية العثور على مثل هذه التأثيرات في البيانات المستقبلية. من المقرر أن يبدأ تشغيل LIGO التالي في عام 2022 ، مع ترقية لجعل أجهزة الكشف أكثر حساسية مما هي عليه بالفعل.

قال إيزكوياغا: “في آخر جولة مراقبة لنا مع ليجو ، كنا نشهد موجة جاذبية جديدة تقرأ كل ستة أيام ، وهو أمر مذهل. لكن في الكون بأسره ، نعتقد أنها تحدث في الواقع مرة كل خمس دقائق”. “في الترقية التالية ، يمكننا أن نرى الكثير من هؤلاء — مئات الأحداث سنويًا.”

وقال إن الأرقام المتزايدة تزيد من احتمالية انتقال موجة أو أكثر عبر جسم ضخم ، وسيتمكن العلماء من تحليلها بحثًا عن أدلة على المكونات المفقودة.

Zumalácarregui ، المؤلف الآخر على الورقة ، هو عالم في معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية في ألمانيا وكذلك في مركز بيركلي للفيزياء الكونية في مختبر لورانس بيركلي الوطني وجامعة كاليفورنيا ، بيركلي.


يكشف الباحثون عن أصول اندماج الثقوب السوداء


معلومات اكثر:
خوسيه ماريا إزكوياغا وآخرون. عدسة الجاذبية تتخطى النسبية العامة: الانكسار ، الصدى ، والظلال ، مراجعة البدنية د (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevD.102.124048

مقدمة من
جامعة شيكاغو

الاقتباس: التموجات في الزمكان يمكن أن توفر أدلة على مكونات الكون المفقودة (2020 ، 28 ديسمبر) تم استردادها في 29 ديسمبر 2020 من https://phys.org/news/2020-12-ripples-space-time-clues-components- universe.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

READ  تُظهر الصورة مركبتان فضاء سبيس إكس رسايت في المحطة الفضائية في وقت واحد

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *