REŠENA JEDNA OD NAJVEĆIH MISTERIJA UNIVERZUMA? Otkriven NAJTRAŽENIJI ZVUK, ovo morate da ČUJETE (VIDEO)

Zvanično je potvrđeno - naučnici su pomoću "uređaja" galaktičke skale otkrili "najtraženiji zvuk u univerzumu" - pozadinsku gravitacionu tutnjavu koja se širi svemirom i potresa galaksije, zvezde i signale koji putuju kroz njega.

Naučni timovi iz SAD, Evrope, Australije i Indije objavili su rezultate svojih višegodišnjih istraživanja na ovu temu u nekoliko radova. U istraživanju je učestvovalo oko 100 naučnika iz 12 zemalja.

- Poslednjih 15 godina radili smo na misiji traženja niskofrekventne buke gravitacionih talasa koja odjekuje kroz svemir i prolazi kroz našu galaksiju, iskrivljujući prostor-vreme na merljiv način - rekao je predsednik američke NANOGrav tim, astrofizičar Stiven Tejlor sa Univerziteta Vanderbilt, preneo je Index.hr.

- Veoma smo srećni što možemo da objavimo da se naš naporan rad isplatio i da imamo uzbudljive dokaze ove pozadinske buke gravitacionih talasa - rekao je on.

Objava NANOGrav-a prenosiće se uživo, a dešavanja možete da pratite ovde:

Šta su gravitacioni talasi?

Gravitacioni talasi su poremećaji u gravitacionom polju koji naizmenično sabijaju i proširuju prostor-vreme kroz koji prolaze i sve u njemu, i šire se slično načinu na koji se voda ili zvučni talasi šire vodom ili vazduhom.

Nastaju prilikom ubrzanja masa, posebno velikih, na primer u eksplozijama supernove. Takođe mogu nastati u Velikom prasku i brzom širenju univerzuma koje je usledilo odmah nakon toga.

Gravitacioni talasi se mogu zamisliti ako, umesto eksplozije supernove ili sudara crne rupe, zamislimo talase koji se šire kada bacimo kamen u vodu ili kada pljesnemo rukama. Treba imati na umu da se gravitacioni talasi šire brzinom svetlosti.

Vek od predviđanja do potvrde

Postojanje gravitacionih talasa prvi je predvideo Albert Ajnštajn 1916. na osnovu svoje opšte teorije relativnosti.

Ali bio je potreban vek razvoja tehnologije da bi se konačno potvrdilo 2015. u velikim instrumentima LIGO i Virgo koji su dovoljno osetljivi da otkriju njihove slabe efekte. Ovo otkriće nagrađeno je Nobelovom nagradom 2017. a omogućilo je potpuno novi vid istraživanja svemira – astronomiju gravitacionih talasa. Do danas je registrovano oko 100 događaja koji su slali gravitacione talase.

Prozor u najraniji svemir

Astronomija gravitacionih talasa može nam dati uvid u događaje koje ne možemo snimiti u obliku elektromagnetnih talasa. Između ostalog, mogla bi da nam otkrije šta se dogodilo odmah posle Velikog praska.

U ovom trenutku ne možemo znati jer je univerzum bio previše jonizovan i previše gust da bi se elektromagnetni talasi širili kroz njega nekih 380.000 godina nakon Velikog praska. Međutim, neprozirnost prostora za elektromagnetne talase nije problem za gravitacione talase.

Galaksija kao detektor

U novim istraživanjima pomenute ekipe su samostalno otkrile tragove tzv. pozadinskog šuma gravitacionih talasa. Odakle dolaze ovi talasi?

Iako novo istraživanje nije dalo konačan odgovor na ovo pitanje, glavna pretpostavka je da su ih emitovali binarni sistemi supermasivnih crnih rupa.

Naučnici su dugo pretpostavljali da postoje u nekim galaksijama. Mogli su nastati na više načina, ali prvenstveno spajanjem dve galaksije koje su imale supermasivne crne rupe u svojim centrima. Kada se supermasivne crne rupe nađu u binarnom sistemu, one se međusobno rotiraju jedna oko druge i šalju gravitacione talase.

Emitujući gravitacione talase, sistemi gube energiju i crne rupe se sve više približavaju i na kraju spajaju u jednu još veću crnu rupu. Ovo spajanje može proizvesti snažne gravitacione talase koji se mogu posmatrati postojećim detektorima na Zemlji.

Talasne dužine

Sudari crnih rupa su mnogo puta zabeleženi u uređajima LIGO i Virgo. Ovi uređaji, čiji su krakovi dugački četiri kilometra, bili su dovoljno osetljivi da detektuju dejstvo gravitacionih talasa čija se talasna dužina meri hiljadama kilometara.

Ali oni nisu dovoljno osetljivi da otkriju drugu vrstu gravitacionih talasa mnogo dužih talasnih dužina koje supermasivne crne rupe stvaraju kružeći jedna oko druge, a koje se mere svetlosnim godinama. Da bi registrovao takve talasne dužine, detektor bi morao da ima krakove koji se protežu skoro do polovine galaksije.

Stoga su naučnici odlučili da samu galaksiju pretvore u neku vrstu detektora. To su uradili tako što su iskoristili prednosti klastera pulsara koji postoje u njemu.

Šta su pulsari?

Pulsari su ostaci nekadašnjih masivnih zvezda koje su umrle u spektakularnim supernovama, ostavljajući za sobom samo gusta jezgra sastavljena od neutrona. Svaki pulsar je mali, otprilike veličine grada, ali se rotira stotine puta u sekundi.

Svojim jakim magnetnim poljima i brzom rotacijom stvaraju moćne elektromagnetne zrake. Magnetna polja pulsara su koncentrisana na polovima zvezde, a ta mesta se nazivaju magnetne jame. Rotacija pulsara uzrokuje da magnetna jama promeni svoj položaj u odnosu na Zemlju, što dovodi do toga da se snop svetlosti kreće ka i udaljava od Zemlje. Ovi impulsi se javljaju u tako preciznim, kratkim intervalima da se mogu koristiti za razna merenja.

Ovde stupaju u igru gravitacioni talasi. Naime, rastezanje i kompresija prostor-vremena kroz koje prolaze impulsi pulsara bi teoretski trebalo da stvori male nepravilnosti u vremenskim intervalima u kojima do nas na Zemlji stižu. Ako gravitacioni talas malo skrati ili produži prostor-vreme kroz koje prolazi signal pulsara, na Zemlji će biti zabeležen mali poremećaj u njegovom dolasku.

"Hakovanje" galaksije

Međutim, poremećaj zabeležen u signalu jednog pulsara nije dovoljan da se bez sumnje utvrdi da je rezultat uticaja gravitacionih talasa. Ovo zahteva da veća grupa pulsara pokaže isti efekat.

Naučnici su već pronašli neke naznake gravitacione pozadinske buke u bljeskovima pulsarnih klastera, ali donedavno nije bilo dovoljno podataka da se kaže da li je to slučajnost ili greška.

- Morali smo da “hakujemo” galaksiju - rekao je Džef Hazbaun, član skoro 100-članog NANOGrav tima iz SAD, Kanade i dvanaest drugih zemalja.

U najnovijoj analizi, naučnici su proučavali podatke iz oko 70 pulsara.

- Ako puls malo kasni ili malo ubrzan, to se može pripisati prolasku gravitacionog talasa - rekao je Hazbaun, objašnjavajući da se gravitacioni talas proteže ili komprimuje prostor-vreme, menjajući udaljenost koju puls mora da pređe da bi stigao Zemlja.

Svemir podrhtava poput ogromne mase želea

Obrazac odstupanja od očekivanog vremena dolaska pulsarnih zraka sugeriše da gravitacioni talasi talasaju prostor-vreme poput džinovske mase želea.

- Veoma je teško reći da li talasi dolaze iz jednog određenog pravca - kaže Hazbaun.

Umesto da vidi samo jedan talas koji dolazi, kao što bi to videla osoba koja stoji na plaži i gleda ka moru, Hazboun tumači signale kao da više podsećaju na iskustvo plivanja u uzburkanom okeanu.

Istraživači još ne znaju šta stvara ove talase, ali rezultati se poklapaju sa predviđanjima o efektu okretanja supermasivnihcrnih rupa.

Ali izvor snimljenih signala mogao bi biti nešto još neobičnije – mogućnosti se kreću od kosmičkih filamenata koji su se mogli formirati na kraju Velikog praska, preko tamne materije, do praistorijskih crnih rupa koje su nastale ubrzo nakon Velikog praska ili kosmičke inflacije.

Otkriće je veoma pouzdano, ali još nije 100%

Objavljeni rezultati se još ne mogu smatrati definitivnim otkrićem pozadinske gravitacione buke, međutim, postoji veća od 99% šanse da se radi o stvarnom fenomenu. NANOGrav-ov signal ima nivo pouzdanosti od 4 sigma (ili 99,349%) i zasnovan je na 67 pulsara.

PPTA signal ima niži nivo pouzdanosti jer je u njemu proučavano manje pulsara. Njegova detekcija se zasniva na samo 30 zvezda, ali signali su prikupljani tokom dužeg perioda. Zlatni standard za otkriće koje se može smatrati potvrđenim je 5 sigma.

To znači da će naučnici morati mnogo više da rade. Ali oni već imaju mnogo materijala prikupljenog tokom mnogo godina, tako da to ne bi trebalo da bude previše teško. Biće potrebno vreme, trud i strpljenje.

Bonus video:

(Espreso/ Index.hr)