Всього кілька місяців тому вчені повідомили про виявлення дуже низькочастотних гравітаційних хвиль. Пара німецьких астрофізиків досліджувала можливі джерела. Висновки цікаві: Всесвіт, що остигає після Великого вибуху, і поле часток, яке могло бути темною матерією.
Вперше виявлені у 2015 році, через сто років опісля того, як Ейнштейн передбачив їх існування, гравітаційні хвилі є брижами, які линуть через тканину самого простору-часу. Зазвичай вони випромінюються космічними катаклізмами, такими як зіткнення чорних дір і/або нейтронних зірок.
В січні колаборація NANOGrav повідомила про перший випадок виявлення цих хвиль з дуже низькою частотою близько 10-8 Гц. Це було зроблено в результаті спостереження за серією яскравих пульсарів по всій галактиці впродовж понад десяти років. Вчені спостерігали за тим, як світло пульсарів розтягується або стискається з різними інтервалами в міру того, як відбуваються приливи і відливи фонових гравітаційних хвиль.
Два сценарії
Вчені виявили, що сигнал узгоджується з двома сценаріями, які лежать за межами Стандартної моделі фізики: фазовий перехід в ранньому Всесвіті і поле аксіоноподібних часток (ALP), які можуть бути темною матерію.
Перший сценарій повертає нас майже до світанку Всесвіту. Після Великого вибуху Всесвіт був заповнений кварк-глюонною плазмою – щільним «початковим супом» з елементарних часток, який повільно охолов до тих видів матерії, які ми бачимо сьогодні. Вважається, що цей фазовий перехід викликав масивні турбулентності, які можна було б позначити як низькочастотні гравітаційні хвилі.
Теж цікаво:
- Зустрічайте, «вир» – новий вид матерії, що змінює закони фізики
- Надмасивні чорні діри можуть утворюватися з темної матерії
Другий сценарій полягає в тому, що низькочастотні гравітаційні хвилі були створені «полем темної матерії». Аксіон – це гіпотетичні елементарні частки, які, якщо вони існують, плавають по Всесвіту хвилями, рідко взаємодіючи з нормальною матерією. Таким чином, вони були запропоновані як кандидати на темну матерію.
Команда, яка займалася новим дослідженням, передбачає, що за сигнали гравітаційних хвиль може відповідати поле аксіоноподібних часток. Ці ALP передаватимуть енергію іншої гіпотетичної частки, званої темним фотоном, яка буде переносником сили, подібним знайомому електромагнітного фотону. Ця передача енергії посилить квантові флуктуації в поле темних фотонів, які можуть перерости у фон гравітаційних хвиль.
Дослідники говорять, що з двох сценаріїв фазовий перехід є ймовірнішим кандидатом. Однак вони також відзначають, що висновок первісної команди про те, що брижі є фоновим шумом зіткнень між надмасивними чорними дірами, як і раніше є кращим поясненням. Але в будь-якому випадку подальше розслідування потенційно може допомогти розкрити секрети, що виходять за рамки Стандартної моделі.
Читайте також:
- Blue Origin імітуватиме гравітацію Місяця для NASA
- Павуки з МКС знайшли спосіб будувати павутину без гравітації