کد خبر: 9094 | صفحه ۱۲ | | تاریخ: 25 اردیبهشت 1402
کشف امواج گرانشی از اولین لحظات جهان
یک رویکرد جدید امواج گرانشی را از اولین لحظات کیهان کشف میکند، پیشرفتی که درها را به روی بررسی جهان آغازین به شکل مستقل از مطالعات سنتی تشعشعات پسزمینه کیهانی باز میکند. به گزارش ایسنا و به نقل از آیای، پردهبرداری از اسرار اولین لحظات آغاز کیهان همیشه یک موضوع وسوسهانگیز برای دانشمندان و کیهانشناسان بوده است و اکنون، گروهی از پژوهشگران به کشفی پیشگامانه دست یافتهاند که نویدبخش تابش نور جدیدی بر این لحظات مرموز آغازین است.
در پژوهشی که به تازگی در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، دانشمندان رویکرد جدیدی را برای کاوش پویایی جهان آغازین با استفاده از امواج گرانشی کشف کردهاند.
پس از مهبانگ، دورهای به نام انبساط یا تورم روی داد که طی آن جهان با سرعت شگفتانگیزی منبسط شد. این گسترش توسط میدانی به نام میدان انفلیتون (inflaton field) هدایت شد. بر اساس بسیاری از نظریههای کیهانشناسی، پس از دوره تورم، پدیده جالب دیگری رخ داد که تشکیل اسکیلونها (formation of oscillons) نامیده میشود.
اسکیلونها ساختارهای موضعی عجیب و غریبی هستند که زمانی بوجود میآیند که میدانهای خاصی مانند میدان انفلیتون تحت نوسانات با فرکانس بالا قرار میگیرند. این ساختارها، توانایی قابل توجهی برای دوام طولانیمدت دارند، اما چیزی که پژوهشگران کشف کردند این است که وقتی این اسکیلونها در نهایت فرو میپاشند، امواج گرانشی تولید میکنند که موجهایی در بافت فضا-زمان هستند.
موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی تولید میشود. امواج گرانشی چینهای ریزی در تارو پود هستی هستند، مثل امواجی که اقیانوس را درمینوردند. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ از طریق نظریه نسبیت عام به طور نظری پیشبینی شد و صدسال بعد در سال ۲۰۱۶ به کمک تأسیسات لایگو به طور تجربی مشاهده گردید و در سال ۲۰۱۷سه دانشمند به نامهای راینرویس، بری سی بریش و کیپ اس تورن به طور مشترک جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۷ را به دلیل تلاشهای خود در زمینه آشکارساز لایگو و مشاهده امواج گرانشی دریافت کردند.
موج گرانشی از لحاظ نظری انرژی تابش گرانشی را منتقل میکند. منابع موجهای گرانشی قابل آشکارسازی شامل سیستمهای ستاره دوتایی است که یکی از اعضای آن کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا سیاهچاله باشد. همچنین این باعث میشود که سرعت برهمکنشهای گرانشی محدود باشد اما در فیزیک کلاسیک اینگونه نیست.
ردیابی امواج گرانشی در واقع دو نظریه مهم فیزیک و کیهانشناسی را ثابت کرده است، فرضیه نسبیت عام اینشتین که حدود صد سال پیش (۱۹۱۶) ارائه شد و نظریه دیگری به نام نظریه تورم کیهانی که در دهه هشتاد میلادی مطرح شد.
در فیزیک مدرن، زمان، بُعد چهارم جهان محسوب میشود. اینشتین دریافت که نمیتوان دو مفهوم فضا و زمان را از هم جدا کرد و هندسهی جهان، چهار بعدی است(سه بعد فضا و یک بعد زمان). او در تئوری نسبیت این هندسه را فضا-زمان نامید. گرانش یا جاذبه در این تئوری انحنایی در فضا-زمان است. این انحنا را جرم ایجاد میکند. هر چه جرم جسمی بیشتر باشد انحنای بزرگتری در فضا-زمان ایجاد میکند. این انحنا در واقع موقعیت جسم را مشخص مینماید. وقتی جسمی حرکت میکند، انحنایی که در فضا-زمان ایجاد میکند هم حرکت میکند.