Astronómovia našli prvý dôkaz o dlho teoretizovanej forme gravitačných vĺn, ktoré vytvárajú „hučanie v pozadí“
Autori štúdie po 15 rokoch odhaľujú kozmické pozadie gravitačných vĺn, ktoré sa nachádzajú všade okolo nás a rytmický deformujú časopriestor.
Vesmír je plný gravitačnej radiácie, ktorú vedci zaznamenávajú ako nízkofrekvenčný šum. Táto radiácia rytmicky naťahuje a sťahuje časopriestor a všetku hmotu, ktorá s v ňom nachádza.
Výskumníci z University of Berkeley vo svojej novej štúdii tento gravitačný šum charakterizovali na základe dát získaných za posledných 15 rokov. Tieto dáta vychádzajú z pozorovaní takzvaných milisekundových pulzarov, neutrónových hviezd rotujúcich mimoriadne rýchlo. Pulzary všeobecne pulzujú s mimoriadnou presnosťou, no ukázalo sa, že ich rytmus je ovplyvnené časopriestorovou deformáciou, ktorú spomínaná gravitačná radiácia vytvára.
„V našej štúdii popisujeme kľúčový dôkaz pre existenciu gravitačných vĺn na mimoriadne nízkych frekvenciách. Po rokoch tvrdej práce nám observatórium NANOGrav pomáha otvoriť nové okno do výskumu gravitačných vĺn,“ tvrdí Stephen Taylor, jeden z vedúcich štúdie.
Gravitačné vlny výskumníci po prvýkrát v histórii zachytili v roku 2015 prostredníctvom gravitačného detektora LIGO. Zachytené gravitačné vlny s krátkou vlnovou dĺžkou vznikajú typicky zlúčením menších čiernych dier, občas sa však stane, že ich spôsobia neutrónové hviezdy.
Gravitačné pozadie
Autori štúdie sa pýtali, či môžu gravitačné vlny s dlhšími vlnovými dĺžkami vznikať prostredníctvom čiernych dier. Gravitačný šum, ktorý v rámci štúdie zachytili, vzniká podľa názoru autorov vďaka státisícom párov supermasívnych čiernych dier vážiacich miliardy násobkov hmotnosti Slnka. Tieto gigantické objekty sa počas celej histórie vesmíru postupne približovali, až kým sa dostali tak blízko, že sa zlúčili do jednej. V rámci štúdie veci vytvorili niekoľko simulácií, ktoré im ukázali populáciu supermasívnych čiernych dier. Simulácia vytvorila miliardy párov týchto objektov a výskumníci následne zisťovali, či sa gravitačný šum vytvorený simuláciou zhoduje s tým, čo zachytilo obervatórium NANOGrav.
Keď sa čierne diery zlučujú, postupne sa k sebe približujú a rotujú okolo seba čoraz rýchlejšie a rýchlejšie. Tento dej vibruje s časopriestorom nie inak ako tanečníci, ktorí koordinovanými pohybmi rytmicky rozvibrujú tanečný parket. Predpokladáme, že vesmír má dnes 13,8-miliárd rokov a počas tohto obdobia vzniklo množstvo gravitačných vĺn, ktoré sa dnes prekrývajú. Predstavte si vlny na hladine rybníka, ktoré vzniknú ak do vody hodíme za hrsť kamienkov.
Neprehliadnite
Vlnové dĺžky takýchto gravitačných vĺn sa merajú v svetelných rokoch. Pre lepšiu predstavu, ak by sme ich chceli zachytiť, potrebovali by sme sieť antén o veľkosti celej galaxie. Niečo také vo vesmíre existuje, hoci to nie sú antény, ktoré by nás napadli ako prvé. Naša Mliečna dráha je plná pulzarov, typu neutrónovej hviezdy, ktoré v tomto prípade vedcom poslúžili ako antény.
„Priznávame, že zatiaľ nemôžeme s istotou potvrdiť, že tento gravitačný šum naozaj vzniká cez binárne páry supermasívnych čiernych dier, no je to náš najlepší odhad. Hypotéza súhlasí s dátami, no stále ju nevieme na 100% potvrdiť,“ vysvetlil Luke Zoltan Kelley, spoluautor štúdie.
Výskumníci vo svojej práci aj naďalej pokračujú. V nasledujúcich rokoch budú vedci pokračovať vo výskume a prirodzene získajú väčšie množstvo dát. Následne sa budú môcť na záhadu gravitačného pozadia pozrieť hlbšie a možno aj s istotou zistia, čo ho vytvára. Nevylučujú ani to, že jeho zdrojom môže byť niekoľko vecí súčasne.
Komentáre