Fizikçiler, son derece düşük frekanslı yerçekimsel dalgaları tespit etmek için yeni bir yöntem geliştirdiler; bu, evrenin erken dönemlerini ve süper kütleli kara deliklerin doğasını potansiyel olarak aydınlatıyor. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Pulsar verilerinde şimdiye kadar görülen en düşük frekanslı yerçekimsel dalgalar.
Fizikçilerden oluşan bir ekip, evrendeki en ağır nesneler olan süper kütleli kara delikler arasındaki birleşmelerin erken aşamalarının ardındaki sırları açığa çıkarabilecek kadar düşük frekanslara sahip yerçekimi dalgalarını tespit etmek için bir yöntem geliştirdi.
Yöntem tespit edebilir yerçekimi dalgaları Bu, yalnızca bin yılda bir salınım yapan, daha önce ölçülen kütleçekim dalgalarından 100 kat daha yavaş bir salınımdır.
Fizik bölümünde yardımcı doçent olan Ph.D. Jeff Dror, “Bunlar evrenin en uzak köşelerinden bize ulaşan ve ışığın nasıl hareket ettiğini etkileyebilecek dalgalardır” dedi. Florida üniversitesi ve yeni çalışmanın ortak yazarı. “Evrenin erken dönemlerine ait bu dalgaları incelemek, kozmik mikrodalga arka planına ilişkin daha önceki keşiflere benzer şekilde, kozmik geçmişimizin tam bir resmini oluşturmamıza yardımcı olacaktır.”
Dror ve ortak yazarı, Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz doktora sonrası araştırmacısı William DeRocco, bulgularını 26 Şubat’ta dergide yayınladılar. Fiziksel İnceleme Mektupları.
Kozmik Tarihe Dair Bilgiler
Yerçekimi dalgaları uzaydaki dalgalanmalara benzer. Ses dalgaları veya okyanustaki dalgalar gibi, yerçekimsel dalgalar da hem frekans hem de genlik açısından değişiklik gösterir; bu, onların kökeni ve yaşı hakkında fikir veren bilgiler sunar. Bize ulaşan yerçekimi dalgaları, insan kulağıyla algılanabilen ses dalgalarından çok daha düşük frekanslarda salınım yapıyor olabilir. Geçmişte tespit edilen en düşük frekanslardan bazıları bir nanohertz kadar düşüktü.
Dror, “Referans olarak,” diye açıkladı, “timsah kükremesi tarafından oluşturulan ses dalgalarının frekansı, bu frekanstan yaklaşık 100 milyar kat daha yüksektir; bunlar çok düşük perdeli dalgalardır.”
Yeni tespit yöntemleri, oldukça düzenli aralıklarla radyo dalgaları yayan nötron yıldızları olan pulsarları analiz etmeye dayanıyor. Dror, bu darbelerin gelişindeki kademeli yavaşlamanın araştırılmasının yeni kütleçekim dalgalarını ortaya çıkarabileceğini öne sürdü. Mevcut olanı inceleyerek pulsar Veriler sayesinde Dror, her zamankinden daha düşük frekanslara sahip yerçekimsel dalgaları aramayı başardı ve “işitme aralığımızı”, nanohertz düzeyindeki dalgaları tespit eden önceki çabalardan 100 kat daha düşük olan 10 pikohertz kadar düşük frekanslara çıkardı.
Gelecek Yönergeleri ve Simülasyonlar
Frekansları nanohertz civarında olan yerçekimsel dalgalar daha önce tespit edilmiş olsa da bunların kökenleri hakkında pek bir şey bilinmiyor. İki teori var. Ana fikir, bu dalgaların iki süper kütleli kara delik arasındaki birleşmenin sonucu olduğu ve eğer doğruysa, araştırmacılara her galaksinin kalbinde yer alan bu dev nesnelerin davranışını incelemek için yeni bir yol sunacağı yönünde.
Diğer ana teori ise bu dalgaların evrenin tarihinin başlarında meydana gelen bir tür felaket olayı tarafından yaratıldığıdır. Daha düşük frekanslardaki yerçekimsel dalgaları inceleyerek bu olasılıkları ayırt edebilirler.
Dror, “İleriye baktığımızda bir sonraki adım daha yeni veri setlerini analiz etmektir” dedi. “Kullandığımız veri setleri esas olarak 2014 ve 2015 yıllarına aitti ve o zamandan bu yana çok sayıda pulsar gözlemi yapıldı.”
Dror ayrıca kozmik tarihi daha da açığa çıkarmak için UF’nin HiPerGator süper bilgisayarını kullanarak sahte veriler üzerinde simülasyonlar çalıştırmayı planlıyor. Süper bilgisayar, büyük ve karmaşık simülasyonları verimli bir şekilde çalıştırarak verileri analiz etmek için gereken süreyi önemli ölçüde azaltabilir.
Referans: William DeRocco ve Jeff A. Dror, “Subnanohertz Yerçekimi Dalgalarını Algılamak için Pulsar Parametre Kaymalarını Kullanmak”, 8 Mart 2024, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.101403
Bu çalışma kısmen Ulusal Bilim Vakfı ve Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.