გრავიტაციულ ტალღებზე ნადირობა - პულსაცია სივრცეში და დროში, რომელიც გამოწვეულია დიდი კოსმოსური კატაკლიზმებით - შეიძლება დაგვეხმაროს სამყაროს ერთ-ერთი სხვა საიდუმლოს - ბოზონის ღრუბლების ამოხსნაში და არის თუ არა ისინი ბნელი მატერიის მთავარი კონკურენტი.
პოტენციური ბოზონის ღრუბლების გამოსავლენად მკვლევარები იყენებენ მძლავრ ინსტრუმენტებს, როგორიცაა ლაზერული ინტერფერომეტრიული გრავიტაციული ტალღის მოწინავე ობსერვატორია (LIGO), Virgo Advanced და KAGRA, რომლებიც აფიქსირებენ გრავიტაციულ ტალღებს მილიარდობით სინათლის წლის მანძილზე.
ბოზონის ღრუბლები, რომლებიც შედგება ულტრამსუბუქი სუბატომური ნაწილაკებისგან, რომლებიც პრაქტიკულად შეუმჩნეველია, შემოთავაზებულია ბნელი მატერიის შესაძლო წყაროდ, რომელიც შეადგენს სამყაროში არსებული მატერიის დაახლოებით 85%-ს.
ახლა, LIGO-Virgo-KAGRA-ს თანამშრომლობით ჩატარებული ახალი საერთაშორისო კვლევა, რომელსაც ხელმძღვანელობს ავსტრალიის ეროვნული უნივერსიტეტის (ANU) მეცნიერები, გვთავაზობს ერთ-ერთ საუკეთესო შესაძლებლობას ამ სუბატომური ნაწილაკების აღმოსაჩენად შავი ხვრელების ირგვლივ მოძრავი ბოზონების ღრუბლების მიერ გამოწვეული გრავიტაციული ტალღების ძიებაში. .
დოქტორმა ლილი სუნმა, ANU-ს გრავიტაციული ასტროფიზიკის ცენტრიდან, თქვა, რომ კვლევა იყო მსოფლიოში პირველი ცის კვლევა, რომელიც შექმნილია წინასწარ მბრუნავი შავ ხვრელების მახლობლად შესაძლო ბოზონის ღრუბლებიდან გამომავალი სავარაუდო გრავიტაციული ტალღების მოსაძებნად.
„დედამიწაზე ამ ულტრამსუბუქი ბოზონის ნაწილაკების აღმოჩენა თითქმის შეუძლებელია. ამ ნაწილაკებს, თუ ისინი არსებობენ, აქვთ უკიდურესად დაბალი მასა და იშვიათად ურთიერთქმედებენ სხვა მატერიასთან, რაც ბნელი მატერიის ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა. ბნელი მატერია არის მასალა, რომლის პირდაპირ დანახვა შეუძლებელია, მაგრამ ჩვენ ვიცით, რომ ბნელი მატერია არსებობს, რადგან ის გავლენას ახდენს ობიექტებზე, რომლებსაც ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ. მაგრამ ამ ღრუბლების მიერ გამოსხივებული გრავიტაციული ტალღების გამოკვლევით, ჩვენ შეიძლება შევძლოთ თვალყური ადევნოთ ამ გაუგებარ ბოზონურ ნაწილაკებს და, შესაძლოა, ბნელი მატერიის კოდი გავტეხოთ. ჩვენმა ძიებამ შეიძლება ასევე მოგვცეს საშუალება გამოვრიცხოთ ზოგიერთი ულტრამსუბუქი ბოზონის ნაწილაკი, რომელიც ჩვენი თეორიების ვარაუდით შეიძლება არსებობდეს, მაგრამ რეალურად არ არსებობს“, - თქვა ექიმმა სუნმა.
დოქტორი სუნი, რომელიც ასევე არის გრავიტაციული ტალღების გამოვლენის ARC ცენტრის (OzGrav) უმცროსი მკვლევარი, ამბობს, რომ გრავიტაციული ტალღების დეტექტორები მკვლევარებს საშუალებას აძლევს შეისწავლონ ასეთი ღრუბლების მიერ გამოსხივებული სწრაფად მბრუნავი შავი ხვრელების ენერგია, თუ ისინი არსებობენ.
„ჩვენ გვჯერა, რომ ეს შავი ხვრელები უამრავ ბოზონურ ნაწილაკებს აკავებენ თავიანთ მძლავრ გრავიტაციულ ველში, ქმნიან ღრუბელს, რომელიც მათთან კორელაციაშია. ეს ცეკვა მილიონობით წელია გრძელდება და აგრძელებს გრავიტაციული ტალღების გამომუშავებას, რომლებიც კოსმოსში მოგზაურობენ“, - თქვა მან.
მიუხედავად იმისა, რომ მკვლევარებს ჯერ კიდევ არ აქვთ აღმოჩენილი გრავიტაციული ტალღები ბოზონის ღრუბლებისგან, დოქტორმა სანმა თქვა, რომ გრავიტაციული ტალღების მეცნიერებამ „გააღო კარები, რომლებიც ადრე დაკეტილი იყო მეცნიერებისთვის“. გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენა არა მხოლოდ გვაწვდის ინფორმაციას სამყაროს იდუმალი კომპაქტური ობიექტების შესახებ, როგორიცაა შავი ხვრელები და ნეიტრონული ვარსკვლავები, არამედ საშუალებას გვაძლევს მოვძებნოთ ახალი ნაწილაკები და ბნელი მატერია. მომავალი გრავიტაციული ტალღების დეტექტორები, რა თქმა უნდა, უფრო მეტ შესაძლებლობებს გაგიხსნით. ჩვენ შევძლებთ სამყაროში უფრო ღრმად შეღწევას და ამ ნაწილაკების შესახებ მეტი ინფორმაციის აღმოჩენას. მაგალითად, გრავიტაციული ტალღების დეტექტორებით ბოზონის ღრუბლების აღმოჩენა უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან ინფორმაციას ბნელი მატერიის შესახებ და ხელს შეუწყობს ბნელი მატერიის სხვა ძიების წინსვლას. ეს ასევე გააუმჯობესებს ჩვენს გაგებას ნაწილაკების ფიზიკის უფრო ფართოდ, ”- თქვა მან.
კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო ის, რომ კვლევამ ნათელი მოჰფინა ჩვენს გალაქტიკაში ბოზონის ღრუბლების არსებობის ალბათობას მათი ასაკის გათვალისწინებით. ექიმმა სანმა თქვა, რომ ნებისმიერი გრავიტაციული ტალღის სიძლიერე დამოკიდებულია ღრუბლის ასაკზე, ძველი ღრუბლები უფრო სუსტ სიგნალებს აგზავნიან. „ბოზონის ღრუბელი იკუმშება, რადგან ის კარგავს ენერგიას, აგზავნის გრავიტაციულ ტალღებს“, - თქვა ექიმმა სუნმა.
„ჩვენ გავიგეთ, რომ 1000 წელზე ახალგაზრდა ბოზონის ღრუბლის გარკვეული ტიპი ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ჩვენს გალაქტიკაში არსად იარსებოს და 10 მილიონ წლამდე ღრუბლები ნაკლებად სავარაუდოა, რომ არსებობდეს დედამიწიდან დაახლოებით 3260 სინათლის წლის მანძილზე.
ასევე წაიკითხეთ: