Bir kara delik oluşturmak için birleşen nötron yıldızlarının sayısal simülasyonu, toplanma diskleri elektromanyetik dalgalar üretmek için etkileşime giriyor. Kredi: L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin)
Bilim adamları, bildiğimiz her şeyin başlangıcına bakmak için yerçekimi dalgaları olarak bilinen uzay-zamandaki dalgalanmaları nasıl kullanacaklarını keşfetmede ilerlediler. Araştırmacılar, evrenin dokusundaki bu dalgalanmaların gezegenler ve galaksiler arasındaki gaz yoluyla nasıl aktığını öğrenerek Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra kozmosun durumunu daha iyi anlayabileceklerini söylüyorlar.
“Erken evreni doğrudan göremeyiz, ancak nasıl olduğuna bakarsak belki dolaylı olarak görebiliriz. yerçekimi dalgaları Sonuçları bildiren bir makalenin baş yazarı Deepen Garg, “O zamandan beri bugün gözlemleyebildiğimiz madde ve radyasyonu etkiledi” dedi. Kozmoloji ve Astropartikül Fiziği Dergisi. Garg, ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı’nda bulunan Princeton Plazma Fiziği Programı’nda yüksek lisans öğrencisidir (PPPL).
Garg ve her ikisine de bağlı olan danışmanı İlya Dodin Princeton Üniversitesi ve PPPL, bu tekniği araştırmalarından, bilim adamlarının sera gazı yaymadan veya uzun ömürlü radyoaktif atık üretmeden Dünya üzerinde elektrik üretmek için geliştirmekte oldukları güneşe ve yıldızlara güç sağlayan süreç olan füzyon enerjisine uyarladılar. Füzyon bilim adamları, elektromanyetik dalgaların, tokamaklar ve yıldızlayıcılar olarak bilinen füzyon tesislerini besleyen elektronlar ve atom çekirdeği çorbası olan plazmada nasıl hareket ettiğini hesaplar.
Bu sürecin yerçekimi dalgalarının madde içindeki hareketine benzediği ortaya çıktı. “Temel olarak koyduk plazma Garg, yerçekimsel bir dalga sorunu üzerinde çalışmak için dalga makinelerinin kullanıldığını söyledi.
Yerçekimi dalgaları, ilk olarak 1916’da Albert Einstein tarafından görelilik teorisinin bir sonucu olarak tahmin edildi, çok yoğun nesnelerin hareketinden kaynaklanan uzay-zamandaki bozulmalardır. Işık hızında hareket ederler ve ilk olarak 2015 yılında Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi tarafından tespit edildiler (LIGO) Washington Eyaleti ve Louisiana’daki dedektörler aracılığıyla.
Garg ve Dodin, yerçekimi dalgalarını teorik olarak gök cisimleri hakkında birçok ışık yılı uzaktaki yıldızlar gibi gizli özellikleri ortaya çıkarmak için yönlendirebilecek formüller yarattı. Dalgalar madde içinde akarken, özellikleri maddenin yoğunluğuna bağlı olan ışık oluştururlar.
Bir fizikçi bu ışığı analiz edebilir ve milyonlarca ışıkyılı ötedeki bir yıldızın özelliklerini keşfedebilir. Bu teknik aynı zamanda nötron yıldızlarının ve kara deliklerin, yıldız ölümlerinin aşırı yoğun kalıntılarının birbirine çarpması hakkında keşiflere yol açabilir. Hatta potansiyel olarak olay sırasında neler olup bittiğine dair bilgileri ifşa edebilirler. Büyük patlama ve evrenimizin ilk anları.
Araştırma, ne kadar önemli olabileceğine dair herhangi bir fikir olmadan başladı. Dodin, “Bunun basit bir şeyi çözmeyi içeren bir yüksek lisans öğrencisi için küçük, altı aylık bir proje olacağını düşündüm” dedi. “Ancak konuyu derinlemesine incelemeye başladığımızda, sorunla ilgili çok az şeyin anlaşıldığını fark ettik ve burada bazı çok temel teori çalışmaları yapabiliriz.”
Bilim adamları şimdi yakın gelecekte verileri analiz etmek için tekniği kullanmayı planlıyorlar. Garg, “Şu anda bazı formüllerimiz var, ancak anlamlı sonuçlar elde etmek daha fazla çalışma gerektirecek,” dedi.
Referans: “Maddedeki yerçekimi dalgası modları”, Deepen Garg ve IY Dodin, 10 Ağustos 2022, Kozmoloji ve Astropartikül Fiziği Dergisi.
DOI: 10.1088/1475-7516/2022/08/017
Bu araştırma Princeton Üniversitesi aracılığıyla ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.