Pozrieme sa na začiatok všetkého? Gravitačné vlny, by nám mohli ukázať, čo sa udialo krátko po Veľkom tresku!
Výskum vedcov z PPPL študoval jadrovú fúziu, no narazil na niečo oveľa hlbšie.
Gravitačné vlny sú poruchy v zakrivení časopriestoru, ktoré po prvýkrát predpovedal Henri Poincaré v roku 1905 a neskôr ich existenciu potvrdil aj Albert Einstein v roku 1916. Po prvýkrát sme ich však pozorovali až v roku 2016 pomocou detektorov LIGO a Virgo.
Gravitačné vlny vznikajú interakciou masívnych objektov, hlavne pri zlučovaní dvoch čiernych dier alebo neutrónových hviezd. V rámci nového výskumu však vedci z Princeton Plasma Physics Laboratory navrhujú, že by sme ich mohli použiť na nahliadnutie do samotných počiatkov všetkého čo poznáme. Ak dokážeme pochopiť, ako sa gravitačné vlny šíria vesmírom, potom by sme dokázali pochopiť aj vznik vesmíru cez Veľký tresk.
Všetko čo poznáme vzniklo pred približne 13,8-miliardami rokov. Astronómovia majú dobrú predstavu o tom, v akom štádiu sa vesmír nachádzal zlomok sekundy po Veľkom tresku, no ak chcú potlačiť naše chápanie ešte o kúsok ďalej, potrebujú niečo, čo sa dnes označuje ako „svätý grál fyziky“. Na pochopenie toho, ako svet funguje dnes, vedci uplatňujú dve teórie. Kvantová fyzika nám pomáha pochopiť interakcie elementárnych častíc, no nefunguje dobre, ak chceme jej pravidlá uplatniť na pohyb kozmických telies. V tomto prípade zas funguje teória relativity, ktorá sa ale rozpadá v mikroskopickom svete atómov a častíc.
Teória kvantovej gravitácie alebo inak aj teória všetkého, by mala oba chápania vesmíru spojiť do jednej elegantnej teórie, no zatiaľ nemáme ani predstavu o tom, ako by mala vyzerať. Veľký tresk, rovnako ako záhadou obalené jadrá čiernych dier, sú predpokladané singularity, body s nekonečnou hustotou, kde prestáva naše chápanie fyziky platiť. Ide totiž o kvantové objekty, ktoré ale existujú aj vo svete relativity.
„Počiatok vesmíru možno neuvidíme priamo, no prostredníctvom gravitačných vĺn by sme sa naňho mohli pozrieť nepriamo,“ vysvetľuje Deepen Garg, vedúci novej štúdie.
Ako vznikol vesmír?
Ku svojej teórii gravitačných vĺn sa vedci dostali počas svojho výskumu jadrovej fúzie. Všimli si, že sa skúmané procesy podobali na pohyb gravitačných vĺn cez hmotu. Autori štúdie vytvorili matematické základy pre teóriu, ktorá by mohla viesť k odhaleniu skrytých vlastností kozmických telies pomocou gravitačných vĺn. Príkladom môžu byť hviezdy, ktoré sú od nás mimoriadne vzdialené. Keď gravitačné vlny prejdú objektom, vytvoria svetlo, ktoré má charakteristiky odzrkadľujúce hustotu hmoty, ktorou vlny prešli.
Neprehliadnite
Pomocou tejto techniky by astronómovia v budúcnosti mohli odhaliť vlastnosti hviezd vzdialených milióny svetelných rokov. Astronómovia by mohli odhaliť viac informácií o zlučovaní neutrónových hviezd alebo o najzvláštnejších objektoch vo vesmíre, čiernych dierach. Zároveň by im mohli gravitačné vlny prezradiť, čo sa dialo počas Veľkého tresku, kedy vznikol vesmír a všetko čo poznáme.
„Myslel som, že to bude jednoduchý projekt, ktorý nám zaberie maximálne šesť mesiacov. Keď sme však začali ísť viac do hĺbky, všimli sme si, že o tomto probléme toho veľa nevieme,“ tvrdia autori štúdie.
V rámci svojej prebiehajúcej práce autori otestujú vybudované základy v praxi. Ak sa ale chcú dopracovať k zmysluplným výsledkom, čaká ich ešte veľa roboty.
Komentáre