Yeni araştırmalar, uzaydan gelecek yerçekimi dalgası algılamalarının yeni temel alanlar bulabileceğini ve potansiyel olarak Evrenin açıklanamayan yönlerine yeni bir ışık tutacağını göstermiştir.
Nottingham Üniversitesi Yerçekimi Merkezi’nden Profesör Thomas Sotiriou ve GSSI ve INFN’de araştırmacı olan Andrea Maselli, SISSA ve Roma’dan La Sapienza’dan araştırmacılarla birlikte, eşi görülmemiş bir şey gösterdiler. kesinlik uzay interferometresi LISA (Laser Interferometer Space Antenna) tarafından yapılan yerçekimi dalgası gözlemleri ile yeni temel alanları tespit edebilecek. Araştırma yayınlandı Doğa Astronomi.
Bu yeni çalışmada araştırmacılar, ESA tarafından 2037’de piyasaya sürülmesi beklenen uzay tabanlı yerçekimi dalgası (GW) dedektörü LISA’nın Evrenin keşfi için yeni olanaklar açacağını öne sürüyorlar.
Nottingham Yerçekimi Merkezi Direktörü Profesör Thomas Sotiriou şöyle açıklıyor: “Yeni temel alanlar ve özellikle skalerler çeşitli senaryolarda önerildi: karanlık madde için açıklamalar olarak, Evrenin hızlandırılmış genişlemesinin nedeni olarak veya yerçekimi ve temel parçacıkların tutarlı ve eksiksiz bir tanımının düşük enerjili tezahürleri olarak. LISA’nın skaler alanları tespit etmede benzeri görülmemiş yetenekler sunacağını gösterdik ve bu, bu senaryoları test etmek için heyecan verici fırsatlar sunuyor.”
Zayıf yerçekimi alanları ve küçük uzay-zaman eğriliği olan astrofiziksel nesnelerin gözlemleri, şimdiye kadar bu tür alanlara dair hiçbir kanıt sağlamadı. Bununla birlikte, Genel Görelilikten sapmaların veya yerçekimi ile yeni alanlar arasındaki etkileşimlerin büyük eğriliklerde daha belirgin olmasını beklemek için neden var. Bu nedenle, güçlü alan yerçekimi rejiminde yeni bir pencere açan GW’lerin tespiti, bu alanları tespit etmek için eşsiz bir fırsatı temsil ediyor.
Sanatçının, ESA’nın uzayda gelecekteki yerçekimi dalgası gözlemevleri için teknolojiyi test etme misyonu olan LISA Pathfinder hakkındaki izlenimi. LISA, LISA Pathfinder ve LIGO’nun başarısı üzerine inşa edilen uzay tabanlı bir yerçekimi dalgası gözlemevidir. Kredi bilgileri: ESA–C.Carreau
Yıldız kütleli kompakt bir nesnenin, ya bir Kara delik veya bir nötron yıldızı, Güneş kütlesinin milyonlarca katına kadar karadeliğe ilham veren, LISA’nın hedef kaynakları arasındadır ve yerçekiminin güçlü alan rejimini araştırmak için altın bir arena sağlar. Daha küçük gövde, süper kütleli kara deliğe dalmadan önce on binlerce yörünge döngüsü gerçekleştirir ve bu, Einstein’ın teorisinin ve Parçacık Fiziğinin Standart Modelinin tahminlerinden en küçük sapmaları bile tespit etmemize izin verebilecek uzun sinyallere yol açar.
Araştırmacılar, sinyali modellemek için yeni bir yaklaşım geliştirdiler ve ilk kez, LISA’nın yerçekimi etkileşimi ile birleştirilmiş skaler alanların varlığını tespit etme ve küçük cisim tarafından ne kadar skaler alanın taşındığını ölçmek için titiz bir tahmin gerçekleştirdiler. EMRI. Dikkat çekici bir şekilde, bu yaklaşım teoriden bağımsızdır, çünkü yükün kökenine veya küçük cismin doğasına bağlı değildir. Analiz ayrıca, bu tür bir ölçümün, Genel Görelilik veya Standart Modelden sapmaları gösteren teorik parametreler üzerindeki güçlü sınırlarla eşleştirilebileceğini de göstermektedir.
LISA tespit etmek için ayrılacak yerçekimi dalgaları astrofiziksel kaynaklara göre, birbirinden milyonlarca kilometre uzakta Güneş’in etrafında dönen üç uydudan oluşan bir takımyıldızda faaliyet gösterecek. LISA, çevresel gürültü nedeniyle karasal interferometreler için mevcut olmayan bir bant içinde, düşük frekansta yayılan yerçekimi dalgalarını gözlemleyecektir. LISA için görünür spektrum, Başak ve LİGOEMRI’ler olarak, Evrenimizin çok çeşitli ortamlarında kompakt nesnelerin evrimi hakkında yeni bir pencere açıyor.
Referans: Andrea Maselli, Nicola Franchini, Leonardo Gualtieri, Thomas P. Sotiriou, Susanna Barsanti ve Paolo Pani, 10 Şubat 2022 Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-021-01589-5