Wiele zespołów badawczych znajduje dowody na istnienie pewnego rodzaju „szumów tła” we wszechświecie. Fale grawitacyjne „dzwonią” i mogą ujawnić wiele tajemnic.

Bonn – Jeśli spojrzysz na nocne niebo, wydaje się, że jest tam cicho. Od czasu do czasu satelita przyspieszał, inaczej nic by się nie poruszało. Ale pozory mylą. Wszechświat podlega ciągłym fluktuacjom, ale fale grawitacyjne, które nim wstrząsają, są niezauważalne dla ludzkiego oka i większości instrumentów naukowych.

Od wielu lat naukowcy próbują wykrywać fale grawitacyjne za pomocą tak zwanych tablic synchronizacji pulsarów. Pulsary to ciała niebieskie emitujące pulsacje w bardzo regularnych odstępach czasu. Są tak regularne, że naukowcy od dawna stawiali hipotezę, że te regularne pulsy powinny informować, kiedy fale grawitacyjne wpływają na ciebie.

„Pulsary to doskonałe naturalne zegary. Wykorzystujemy niesamowitą regularność ich sygnałów do wyszukiwania subtelnych zmian w ich uderzeniach, a tym samym wykrywania subtelnej ekspansji i kompresji czasoprzestrzeni przez fale grawitacyjne z odległego wszechświata” – wyjaśnia David Champion z Max Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn Ogłoszenie Europejskiej Grupy Czasu Pulsara (EPTA).

Wykryto fale grawitacyjne: „szum tła” we wszechświecie

Naukowcom z całego świata udało się teraz wykryć rodzaj „szumu tła” pochodzącego z fal grawitacyjnych we wszechświecie. Stephen Taylor (Vanderbilt University) wyjaśnia w jednym Komunikacja Z Północnoamerykańskiego Obserwatorium Fal Grawitacyjnych Nanohertz (NANOGrav).

„Pulsary są w rzeczywistości bardzo słabymi źródłami radiowymi, więc przeprowadzenie tego eksperymentu zajmuje nam tysiące godzin rocznie przy największych teleskopach na świecie” – mówi naukowiec Maura McLaughlin. Na całym świecie istnieje wiele gigantycznych detektorów fal grawitacyjnych z różnymi układami taktowania impulsów — EPTA i NANOGrav to tylko dwa z nich — które umożliwiły teraz wykrywanie fal grawitacyjnych o znacznie niższych częstotliwościach niż było to wcześniej możliwe. „Otwieramy nowe okno na świat fal grawitacyjnych w zakresie nanoherców, w którym możemy obserwować unikalne źródła i zjawiska” – mówi naukowiec Katerina Tiburzi.

Fale grawitacyjne z tańca dwóch czarnych dziur

W skoordynowanej akcji w specjalistycznym czasopiśmie opublikowano badania kilku grup badawczych jednocześnie – NANOGrav Studies Listy z dziennika astrofizycznegoEuropean Studies w specjalistycznym czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.

To nie pierwszy raz, kiedy zespoły badawcze wykryły fale grawitacyjne. Po raz pierwszy udało się to 14 września 2015 roku z detektorem LIGO w USA. W 2017 roku naukowcy Rainer Weiss, Barry Barish i Kip Thorne otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za pierwszy bezpośredni dowód na istnienie fal grawitacyjnych w kosmosie. Zmierzony sygnał fali grawitacyjnej pochodził z dwóch czarnych dziur krążących wokół siebie, zbliżających się i w końcu łączących.

Otwieramy nowe okno na świat nanohercowych fal grawitacyjnych, w którym możemy obserwować unikalne źródła i zjawiska.

„zawierają informacje o niektórych z najlepiej strzeżonych tajemnic we wszechświecie”

Odkryte teraz fale grawitacyjne są rodzajem „szumu tła” we wszechświecie, „szumem”, w którym badacze pokładają duże nadzieje. „Bardzo niskie fale grawitacyjne zawierają informacje o niektórych z najlepiej strzeżonych tajemnic wszechświata” – mówi Stanislav Babak, współautor badania. „Zaprezentowane dzisiaj wyniki wyznaczają początek nowej podróży do wszechświata, mającej na celu odkrycie niektórych jego nierozwiązanych tajemnic” – mówi jego kolega Michael Keith.

Ale czym dokładnie jest „szum” w naszym świecie? Badacze NANOGrav uważają, że pary supermasywnych czarnych dziur krążących wokół siebie emitują fale grawitacyjne o niskiej częstotliwości. Z biegiem czasu fale grawitacyjne z różnych par nakładają się na siebie – powstaje szum tła lub „buczenie”, które jest postrzegane jako unikalny wzór w danych pulsarowych. (nie opłacony rachunek)