Zapanjujuće otkriće sugeriše da je sve oko nas neprestano uzburkano niskofrekventnim gravitacionim talasima.
Tkivo kosmosa se stalno komeša i gužva svuda oko nas. To kažu međunarodni timovi naučnika koji su, svaki zasebno, pronašli uverljive dokaze za dugo teoretisane prostorno-vremenske talase.
Tvrdnja da su teleskopi širom sveta videli znakove „pozadine gravitacionih talasa“ izazvala je uzbuđenje kod astrofizičara. Čini se da ovo otkriće potvrđuje zapanjujuću implikaciju Ajnštajnove opšte teorije relativnosti, koja je do sada bila previše suptilna da bi se otkrila.
U Ajnštajnovoj teoriji prostor nije spokojno prazan, a vreme ne teče samo glatko napred. Umesto toga, moćne gravitacione interakcije masivnih objekata, uključujući i supermasivne crne rupe, redovno talasaju tkivo prostora i vremena. Svemir tako izgleda kao uzburkano more - uzburkano nasilnim događajima koji su se dogodili u proteklih više od 13 milijardi godina.
Pozadina gravitacionih talasa, kako su to opisali astrofizičari, ne pravi nikakvu promenu u vezi sa svakodnevnim ljudskim postojanjem, ali nudi potencijalni uvid u fizičku stvarnost u kojoj svi živimo.
„Merimo kako se Zemlja na neki način kreće u ovom moru. Ljulja se, i to ne samo da se njiše gore-dole, njiše se u svim smerovima“, kaže Majkl Lam, astrofizičar sa Instituta SETI.
Tim NANOGrava je objavio nalaze u pet radova koji su objavljeni u u časopisu „Astrophysical Journal Letters“.
Timovi u Evropi, Indiji, Australiji i Kini takođe su posmatrali taj fenomen i planirali da objave svoje studije u isto vreme. Istovremeno objavljivanje radova konkurentskih timova koji koriste sličnu metodologiju došlo je tek nakon određene naučne diplomatije koja je osigurala da ni jedna grupa ne pokuša da potkupi ostatak astrofizičke zajednice.
„Poslednjih 15 godina naša misija je bila da pronađemo tiho zujanje gravitacionih talasa koji odzvanjaju celim svemirom i prolaze kroz našu galaksiju kako bi na merljiv način iskrivili prostor-vreme“, rekao je Stiven Tejlor sa Univerziteta „Vanderbilt“. „Jako smo srećni što možemo da objavimo da se naš naporan rad isplatio“, dodao je on.
Ovo otkriće se nadovezuje na pređašnja otkrića u svemiru koja su nevidljiva golim okom - pulsare. Pulsar je vrsta neutronske zvezde, ultragustog ostatka mrtve zvezde. Naziva se pulsar jer se vrti brzo, stotinama obrta u sekundi, i emituje radio-talase u ravnomernom pulsu. Pulsari su otkriveni tek 1960-ih, nedugo posle izuma velikih radio-teleskopa.
NANOGrav je prikupio podatke od 68 pulsara pomoću teleskopa „Grin Benk“ u ruralnoj Zapadnoj Virdžiniji kao i 27 teleskopa u Novom Meksiku kao i sada nefunkcionalne opservatorije u Portoriku.
Pulsevi tih objekata dopiru do teleskopa na Zemlji na tako predvidljivim frekvencijama da služe kao kosmički satovi, gotovo jednako precizni kao današnji najnapredniji atomski satovi, rekla je astrofizičar sa Jejla i član NANOGrav tima Kjara Mingareli.
Teoretičari su verovali da niskofrekventni gravitacioni talasi mogu da spreče dolazak pulsarskih signala. Takvi talasi mogu da imaju vrhove odvojene godinama, zbog čega je potraga za suptilnim talasima u moru prostor-vremena zahtevala strpljenje. Odstupanje u podacima pulsara je toliko malo da je bilo potrebno 15 godina posmatranja da se dođe do čvrstih dokaza o tim gravitacionim talasima, kaže Mingarelijeva.
Bilo je potrebno više vremena da se naučnici uvere da je signal stvaran, a ne samo šum.
Postojanje gravitacionih talasa nije sporno. Godine 2016. naučnici su objavili da je njihov eksperiment koji je trajao četiri decenije, nazvan LIGO, otkrio talase od spajanja dve crne rupe.
Većina galaksija ima supermasivne crne rupe u centralnom području ili blizu njega. One obično imaju ekvivalentnu masu miliona ili čak milijardi sunca. Nasuprot tome, crne rupe „zvezdane mase“ su zvezdice, s masama sličnima 10, 20 ili 30 sunca.
Galaksije se retko sudaraju, ali svemir je ogroman i postoji mnogo milijardi galaksija koje su imale dovoljno vremena da odlebde jedna u drugu. Tokom galaktičkog susreta supermasivne crne rupe u jezgrima dve galaksije izvode gravitacioni ples, a mogu da kruže jedna oko druge milionima godina. Takvo uparivanje je poznato kao supermasivna binarna crna rupa.
Takav vrtložni ples remeti tkivo prostor-vremena dovoljno da generiše gravitacione talase vrlo niske frekvencije koji putuju svemirom brzinom svetlosti, kažu naučnici. Vremenom energija curi, a supermasivne crne rupe se približavaju jedna drugoj, a njihovo orbitalno razdoblje se skraćuje na samo nekoliko decenija. U tom trenutku talasne dužine počinju da dosežu frekvencije koje NANOGrav može da detektuje.
Bez obzira na izvor signala, najava pozadine gravitacionih talasa predstavlja prekretnicu u embrionalnom polju astronomije gravitacionih talasa.
Idući cilj je uparivanje specifičnih talasa s potencijalnim binarnim elementima supermasivnih crnih rupa otkrivenih u tradicionalnoj astronomiji. Naučnici bi tako mogli da tačno kažu s kojeg mesta dolaze talasi, dok su do sada mogli samo da potvrde da su talase uhvatili.
Ovaj rad bi trebalo da ponudi dublji uvid u načine na koje se galaksije formiraju i razvijaju. Mogla bi čak da se otkrije i nova grana fizike koja bi promenila temeljno razumevanje kosmosa. Naučnici kažu da bi to trebalo da bude stvarno uzbudljivo, piše „Vašington post“.
Glas javnosti/S04S